Переработка отрубей: Современные технологии переработки зерна пшеницы и амаранта

Содержание

Современные технологии переработки зерна пшеницы и амаранта

Введение 

В настоящее время в мире существуют две важнейшие социально-экономические задачи. Первая – это голод и бедность. Вторая – ожирение и сердечно-сосудистые заболевания. И как главный аспект их частичного решения ВНИИЗ предлагает два направления по созданию новых экологически безопасных, безотходных технологий переработки зерна пшеницы и амаранта.

 Эти технологии позволяют дополнительно получить из промежуточных продуктов зерноперерабатывающих предприятий сухим способом новые натуральные продукты для хлебопекарной, кондитерской, молочной, мясной, комбикормовой и других отраслей с максимальным содержанием белково-витаминных элементов, что позволяет экономически выгоднее использовать мировые зерновые ресурсы для борьбы с голодом и болезнями. При переработке пшеницы в отруби уходит 24% белка, 70% витаминов, около 57% минеральных веществ, 63% пентозанов, 43% жиров, 4% крахмала и 90% клетчатки от общего содержания этих компонентов в зерне.

Надо отметить, что белки зародыша и алейронового слоя (которые попадают в отруби) резко отличаются от белков эндосперма (которые попадают в муку) по химическому составу и питательной ценности. По своим свойствам они близки к физиологически активным белкам животных тканей и являются более полноценными и сбалансированными по аминокислотному составу.
 

Новая технология переработки отрубей пшеницы

Учеными ВНИИЗ разработана технология выработки высокобелковой муки из пшеничных отрубей. 

Новая технология переработки пшеничных отрубей позволила получить сухим способом новый натуральный продукт – муку из отрубей с повышенным содержанием белка алейронового слоя, лизина, витаминов.

Выход этой муки составляет 12% от исходного зерна, поступающего на мельницу. Это новый дополнительный продукт, содержащий протеина на 23% больше, чем в отрубях, лизина – на 133%, метионина – на 53%, витаминов Е, В1, В2, В3, B5 – на 17-69% больше, чем в традиционных отрубях.

В Сибирском филиале ВНИИЗ (г. Новосибирск) создана экспериментальная линия сухого способа получения высокобелковых зерновых продуктов. На этой линии вырабатывается ряд новых биологически активных зерновых продуктов, а также пищевые волокна для массового,  лечебного и профилактического питания населения. Дополнительно выявлена эффективность их использования в качестве кормовых добавок для птицы и свиней.
 

Новая технология переработки амаранта 


Известно, что экспертами ООН по продовольствию амарант назван наиболее перспективной зерновой культурой XXI века. Сегодня он находит широкое применение в составе традиционных продуктов питания, а также в качестве источника высококачественного белка, крахмала и уникального масла с высоким содержанием сквалена. Таблица 1
 

Во ВНИИЗе разработана и запатентована (Патент RU 2251455 C2) уникальная технология переработки семян амаранта в промышленных объемах, позволяющая сухим способом разделить зерновку амаранта на анатомические части – зародыш, эндосперм, оболочки, в соотношениях соответственно 30%, 60% и 10%.

Эта технология позволила получить новые продукты, отличающиеся друг от друга по содержанию белка, крахмала, минеральных веществ, витаминов и клетчатки в 2-5 раз. Таблица 2
 

Зародыш получаемый в виде крупки  используют для СО2-экстракции зародышевого масла что сокращает на 60% количество необходимого для экстракции СО2, при этом повышается в 2 раза концентрация сквалена в масле. После экстракции получают: шрот крупки зародышевой и масло амарантовое.
Ранее масло амарантовое вырабатывалось из плющеного зерна. Сравнительные результаты СО2 – экстракции приводятся в таблице 3:

Полученные нами продукты, четко дифференцированные по содержанию, в первую очередь протеина (белка), крахмала, масла (жиров), показали убедительное преимущество в применении их в хлебопекарном, мясоколбасном, пивоваренном и других производствах. 

   
 
Мука, полученная из амарантовых хлопьев, содержит фермент A-амилазу. При замесе, брожении и расстойке теста продуцируются низкомолекулярные декстрины из крахмала – субстрат для A-амилазы. Увеличивается объем хлеба, улучшается окраска его верхней корки и аромат, пористость и цвет мякиша. 

В муке из амарантовых хлопьев отсутствуют спирторастворимые белки (проламины), образующих при замесе теста клейковину – глютен. Это обстоятельство имеет важное значение в тех-нологии производства мучных кондитерских изделий, где требуется использо-вание муки с низким содержанием слабой клейковины, а также для разработки продуктов лечебного питания для больных глютеновой болезнью (целиакией). Эта проблема является одной из актуальных сегодня в мире. 

Мука белковая, полученная из зародышевой крупки, содержит белка 38%, жира 20%, крахмала 11%, клетчатки 4,2%, витамины В2 –6,05 и Е – 36,1 соответственно мг в 100 г. Её можно использовать как белковую добавку, которая придает изделиям диетические свойства и повышает их питательную ценность за счет значительного содержа-ния безглиадиновых белков в амарантовом сырье. 

Учитывая пищевую ценность и сбалансированный аминокислотный состав, перспективным является применение продуктов переработки зерна амаранта не только в качестве добавки к традиционным видам продуктов питания, но и для использования их в лечебно-профилактических целях.
 

Гранулятор для переработки рисовых отрубей GORON

Наша компания предлагает

гранулятор GORON® для получения цилиндрических и сферических гранул из рисовых отрубей.

Полученные гранулы широко применяются в качестве кормовой добавки для скота. Следует отметить, что в составе рисовых отрубей содержится большое количество клетчатки, поэтому их можно добавлять в рацион только взрослого крупного рогатого скота и овец. Рисовые отруби могут применяться как самостоятельный гранулированный корм, так и для приготовления комбикормовой смеси. Белок, который содержится в составе отрубей, практически полностью переваривается организмом животного. В процессе гранулирования рисовые отруби уплотняются, что дает ощутимые преимущества при транспортировке и хранении. Так же благодаря высокой плотности и меньшей удельной площади поверхности снижается действие дрожжевых и плесневых грибков, болезнетворных микроорганизмов, что продлевает срок хранения гранулированных отрубей.

Принцип работы гранулятора GORON® построен на воздействии центробежной силы на процесс формирования гранул. Влажность сырья на входе составляет 20-35%. На выходе мы получаем цилиндрические или сферические гранулы, имеющие достаточную твёрдость для дальнейшей упаковки и транспортировки.

Технические характеристики

Производительность до 3 т/ч
Влажность сырья на входе 20-35%
Снижение влажности сырья 3-5%
Потребляемая мощность 25 кВт
Напряжение 380 В
Габаритные размеры 3,3х1,7х1,4 м

Гранулятор GORON® можно использовать в линии для переработки рисовых отрубей после шнекового сепаратора SEPRA

® для получения более качественного продукта на выходе.

Наше оборудование соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2015 (ISO 9001:2015)

&nbsp

Вас также может заинтересовать:

2302 Отруби, высевки, месятки и прочие остатки от просеивания, помола или других способов переработки зерна злаков или бобовых культур, негранулированные или гранулированные

2302 Отруби, высевки, месятки и прочие остатки от просеивания, помола

или других способов переработки зерна злаков или бобовых культур,

негранулированные или гранулированные:

2302 10 — кукурузные

2302 30 — пшеничные

2302 40 — прочих злаков

2302 50 — бобовых культур

В данную товарную позицию включаются:

А. Отруби, высевки, месятки и прочие остатки от помола зерна злаков. К данной категории относятся главным образом побочные продукты помола пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы, риса, сорго или гречихи, которые не соответствуют требованиям примечания 2 (А) к группе 11 относительно содержания крахмала и зольности.

Они, в частности, включают:

1) отруби, состоящие из наружной оболочки зерна злаков с незначительной долей прилипшего эндосперма и небольшого количества муки;

2) высевки, месятки (или дунст), получаемые из размолотого зерна злаков в качестве побочного продукта при производстве муки и состоящие преимущественно из более мелких частей оболочки, оставшейся после просеивания и сортировки, и небольшого количества муки.

Б. Остатки от просеивания или других способов переработки зерна злаков. Остатки от просеивания, получаемые при обработке зерна перед помолом, состоят преимущественно из:

— зерен основных злаков, мелких, деформированных, раздавленных или дробленых;

— семян различных посторонних растений, смешанных с основным зерном;

— кусочков листьев, стеблей, минералов и т.д.

Кроме того, к данной категории относятся:

1) остатки после чистки зерновых элеваторов, трюмов кораблей и т.д., которые имеют в основном такой же состав, что и упомянутые выше;

2) перикарпий (плодовая оболочка), удаленный от зерна риса в процессе его шлифования;

3) остатки, получающиеся в результате шелушения, плющения, переработки в хлопья, обрушивания, резки или дробления зерна злаков.

В. Аналогичные остатки и отходы, получающиеся в результате измельчения или других способов переработки бобовых культур.

В данную товарную позицию включаются также перечисленные выше продукты в виде гранул (см. общие положения к данной группе).

В данную товарную позицию включаются также кукурузные початки, размолотые в целом виде вместе с листовой оберткой или без нее, не отвечающие требованиям относительно содержания крахмала и зольности, предусмотренным в примечании 2 (А) к группе 11 для продуктов, получаемых в результате помола кукурузы.

Мякина злаков, полученная после обмолота злаков, включается в товарную позицию 1213.

В данную товарную позицию не включаются жмыхи или другие твердые отходы, получаемые при извлечении растительных жиров или масел (товарные позиции 2304 — 2306).

Открыть полный текст документа

Завод по гранулированию отрубей, смесей отрубей и зерновых, отходов от переработки зерна, цена 850000 грн

Гранулирование отрубей связано с рядом существенных преимуществ: • термическая обработка при достаточно высоких температурах позволяет уменьшить количество патогенных микроорганизмов с сохранением микроэлементов и витаминов; • улучшение текучести и транспортировочных свойств продукта снижает потребность в увеличении мощностей транспортного оборудования, а также потери продукта при перемещении, залегание его в транспортных линиях; • уменьшается пылеобразование; • снижается взрыво- и пожароопасность; • меньше подвергаются влиянию окружающей среды из-за низкой гигроскопичности, увеличиваются сроки хранения; • меньше занимают складкой площади.

При гранулировании масса уплотняется до 10 крат, а это дает безусловные преимущества при транспортировке и хранении. Отруби в гранулированном виде лучше сохраняются, т.к., благодаря высокой плотности и меньшей удельной площади поверхности, снижается действие дрожжевых и плесневых грибков, болезнетворных микроорганизмов.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС: Задача участка гранулирования состоит не просто в получении гранул — отсюда должна выйти качественная готовая продукция, поскольку от этого зависят ее насыпной вес и срок хранения, что влияет на спрос данной продукции и ее цену. Из силосов сырье выгружается на винтовой конвейер и перемещается в норию, которая поднимает его в накопительный бункер для сырья. Перед тем, как сырью поступить в накопительный бункер, оно очищается от металлической примеси в магнитном сепараторе. Дозируются отруби дозатором и поступают в смеситель непрерывного действия. В смесителе отруби подвергаются термической обработке влажным паром и выдерживаются в течение определенного времени. Здесь продукт увлажняется до 12–14% и нагревается до необходимой температуры. Добавление пара способствует снижению расхода электроэнергии и уменьшению износа рабочих органов гранулятора в процессе эксплуатации. Подготовленный таким образом продукт направляется в гранулятор. В камере прессования отруби продавливаются роликами через отверстия вращающейся матрицы с получением гранул на выходе. Далее горячие гранулы подаются в противоточный охладитель для охлаждения потоком воздуха. В систему аспирации противоточного охладителя входят циклон, вентилятор и разгрузочный шлюзовой затвор для удаления пылевидных частиц продукта. Охлажденные гранулы после выгрузки из охладителя отделяются от мелких частиц на просеивателе и направляются в бункера готовой продукции, а мелкие частицы — на повторное гранулирование.

Китай Масло для производства рисовых отрубей Нефть отрубей Производители, поставщики — Прямая цена с завода

1. Зачем делать масло из рисовых отрубей?

— В процессе переработки риса двумя наиболее ценными материалами являются рис и рисовые отруби. В последние годы из-за низкой рентабельности в процессе переработки риса, еще один ценный рисовый отруб привлекает все больше внимания предприятий по переработке риса.

В настоящее время подавляющее большинство масла рисовых отрубей не используется в качестве нефтяных ресурсов, а большое количество масла рисовых отрубей используется в качестве корма для животных, вызывая большие потери.

— Рисовые отруби — это смесь рисового эпидермиса, зародыша, рисовых отрубей и крахмала. На каждые 100 кг обработанного риса можно получить около 10 кг рисовых отрубей.

— Богатое содержание масла в рисовых отрубях: 15-22% зависят от различных сортов риса, в то же время содержание масла в пропаренных рисовых отрубях на 6-10% выше, чем в обычных белых рисовых отрубях.

2. Экономическая ценность добычи масла из рисовых отрубей на рисовых мельницах

 

Переработка 100 тонн риса позволит получить 10 тонн рисовых отрубей. Если рисовые отруби продаются напрямую, они будут продаваться по цене 0,2 доллара США / кг, всего 2000 долларов США 10 тонн рисовых отрубей.

Метод вертикального гидравлического пресса рисовых отрубей используется для прессования масла. Каждая смена обрабатывает 10 тонн рисовых отрубей. Выход масла из рисовых отрубей составляет 1,1 тонны. Сырая нефть рисовых отрубей продается по цене 1 доллар США / кг, что эквивалентно 1100 долларов США. В то же время объем производства рисовых отрубей составляет 8,7 тонны (включая потери 2%), которые продаются по цене 0,25 долл. США / кг, что эквивалентно 2175 долл. США. Производственные затраты на переработку 10 тонн масла из рисовых отрубей составляют около 200 долларов США, что эквивалентно сумме извлечения (1100 + 2175 — 200 = 3075 долларов США).

Валовая прибыль (3075-2000 = 1075) в 1075 долларов США может быть увеличена путем обработки 10 тонн рисовых отрубей в каждую смену посредством вертикального гидравлического прессования рисовых отрубей.

3. Преимущество строительства завода по отжиму масла на рисовых мельницах

Меньше инвестиций: будет построено рисовое предприятие в 100 тонн с вертикальной технологической линией прессования гидравлического масла с 24 прессами, перерабатывающей 10 тонн рисовых отрубей в смену. Инвестиции в оборудование в мастерской составят около 120 000 долларов США; площадь мастерской составит около 210 кв. дни окупаемости инвестиций в оборудование для односменной продукции каждый день будут составлять 120000 ÷ 300 = 400 дней.

Низкая стоимость: нет необходимости в расширении и транспортировке рисовых отрубей; нет трех отходов обработки; меньшая стоимость обслуживания и удобная замена; низкое энергопотребление, около 180 кВт-ч на тонну масла; себестоимость производства составляет всего 200 долларов США за тонну отрубного масла, в основном это расходы на заработную плату.

Хорошая безопасность: гибкая организация производства и управления; нет загрязнения окружающей среды; нет высокой температуры, высокого давления, горючих и взрывоопасных.

Хорошее качество масла: содержание олеиновой кислоты в сырых отрубях низкое, когда оно отжимается на новые отруби, а значение кислоты составляет около 10 мг; цвет масла хороший, потребление рафинирования низкое, а цена на сырое отрубное масло относительно высокая.

Высокая прибыль: переработка 10 тонн рисовых отрубей в смену и производство 1,1 тонны нерафинированного отрубного масла может увеличить валовую прибыль примерно на 600 долларов США за смену.

4. Способ отжима масла отрубей

Существует два способа приготовления отрубного масла из рисовых отрубей:

I. метод экстракции растворителем:

Сольвентное масло

                    ↓

Рисовые отруби → очистка → экструдирование (гранулирование) → выщелачивание → смешанное масло → выпаривание → отгонка → сырая отрубная нефть ↓

                                                                          Отруби мука ← Опустошение ← Мокрая еда

Преимущества:

высокая производительность нефти; низкий уровень остаточного масла, около 1%; большая вычислительная мощность

Недостатки: ↓

— высокая стоимость инвестиций, переработки и переработки трех отходов;

— нужна поддержка иностранных источников рисовых отрубей и совершенная система сохранения рисовых отрубей;

— не в состоянии часто запускать или останавливать производство;

— рисовые отруби должны быть гранулированы или экструдированы для сохранения свежести, что приводит к высокому энергопотреблению;

— высокий уровень управления и строгие требования безопасности;

 

II. Метод гидравлического пресса

Рисовые отруби → очистка → приготовление на пару и жарка → приготовление кексов → предварительное прессование → отжим → осаждение → фильтрация → сырая отрубная нефть ↓

Пирог

Преимущества:

— низкое энергопотребление при установленной мощности 14 кВт для 24 маслопрессов, половина из которых находится в режиме ожидания и не требует расширения;

— меньше инвестиций, их легко сочетать с рисовыми растениями, низкая стоимость переработки, отсутствие переработки отходов;

— простота в эксплуатации, простота в освоении, удобство хранения, низкая стоимость обслуживания и удобная замена;

 

Недостатки:

уровень добычи нефти ниже, чем при экстракции, уровень остаточного масла в отрубной лепешке составляет 3-5%, а трудоемкость относительно велика.

 

 

5. Технология переработки рисовых отрубей на масло вертикального пресса:

 

Технологическая схема: рисовые отруби, очистка, приготовление на пару и приготовление жаровых отрубей, предварительное прессование, отжим, осаждение, фильтрация сырой отрубной нефти

 

5.1. Очистка отрубей: для удаления разбитого риса, рисовой верхушки и других примесей из воздушных отрубей и сортировки рисовых отрубей.

5.2. Приготовление на пару и жарка: процесс приготовления рисовых отрубей путем добавления воды (увлажнение), нагревания (приготовление на пару) и удаления воды (жарка).

5.3. Приготовление лепешек для отрубей: Отборные рисовые отруби после варки на пару и обжаривания могут быть собраны в круглую форму для выпечки с помощью гидравлической машины для выпечки кексов. Он оснащен кольцом для пирога и тарелкой для пирога.

5.4. Прессование: формирование и дальнейшее уплотнение для предотвращения перекоса.

5.5. Прессование: после загрузки отруби в масляный пресс его можно разделить на три процесса: низкое и быстрое, высокое и низкое и фильтрация масла.

5.6. осаждение и фильтрация: через масляный резервуар, масляный фильтр, масляный резервуар и масляный насос для получения очищенного отрубного масла.

6. Наш Сервис

[Инженерная служба] Создайте для вас специальную проектную группу по техническому обслуживанию, установке и продажам. проектировать, устанавливать и вводить в эксплуатацию полный комплект оборудования, весь сервис отслеживания процессов.

[Услуги по обучению] Наши специалисты в области технологий и менеджмента обеспечат вам долгосрочное обучение производственным, эксплуатационным, управленческим, эксплуатационным и другим профессиональным навыкам, чтобы помочь вам обучить эксплуатационный, технологический и управленческий персонал.

[Сервис запасных частей] Мы предоставляем качественные и надежные оригинальные аксессуары. А сервисные центры также хранят определенное количество обычных аксессуаров, чтобы удовлетворить спрос на быстрые поставки.

Hot Tags: Масло из рисовых отрубей маслоэкстракционный завод масло отрубей, Китай, производители, поставщики, завод, цена, прайс-лист, предложение, купить скидка

Сотрудничество

ООО Юнигрэйн является одним из перспективных зерноперерабатывающих предприятий Уральского федерального округа, отличается высоким и стабильным качеством выпускаемой продукции. Предприятие расположено в городе Ялуторовске, на юге Тюменской области, в регионе с прекрасными условиями для выращивания зерна для пищевых продуктов. Мы сотрудничаем с отечественными сельхозпроизводителями и фермерскими хозяйствами, индивидуальными предпринимателями и крупными компаниями, дистрибьюторами и торговыми сетями.

Компания Юнигрэйн открыта для развития дистрибьюторской сети. Мы предлагаем широкую линейку продукции от традиционных муки и хлопьев до продуктов, аналогов которым практически нет на рынке. Вся продукция производится из экологически чистого сырья, без использования консервантов или улучшителей, и отвечает самым строгим стандартам качества.  

ООО Юнигрэйн оказывает полный комплекс услуг по производству муки, крупы, хлопьев и пищевых отрубей в ассортименте под собственной торговой маркой компании-заказчика. Производственные линии позволяют произвести и расфасовать продукт в бумажный пакет, картонную упаковку или полипропилен. 

На сегодняшний день наша продукция представлена:

г. Тюмень и Тюменская область, г. Омск и Омская область, г. Курган и Курганская область, г. Екатеринбург, г. Новосибирск, г. Москва, г. Уфа, г. Казань.

Мощности

Предприятие специализируется на приемке, сушке, подработке, хранении, а также переработке и реализации зерна и готовой продукции: муки, крупы, отрубей и хлопьев зерновых культур.

Цех хранения и переработки зерна

56 000

тонн объем хранения зерна

Мельница

3 000

тонн производство муки в месяц 

Крупоцех

1 500

тонн производство хлопьев в месяц 

Место нахождения

Тюменская область, г. Ялуторовск, ул. Сирина, д. 1а

Производство

На сегодняшний день производство загружено

Готовы предложить

Фасовочная линия

(Хлопья)

Мельница

(Мука)

Фасовочная линия

(Мука)

Крупоцех

(Хлопья)

Крупнейшие партнеры

ТС Монетка

X5 Retail Group

РС Магнит

Метро Кэш Энд Керри

Ашан

Запросить прайс

Польза отрубей — Со Вкусом

Отруби — это побочный продукт переработки зерен, твердая оболочка, остающаяся после перемалывания зерен в муку. По иронии именно в отрубях остается 90 % биологически активных элементов цельного зерна. Питаясь переработанными продуктами, мы катастрофически недополучаем необходимые элементы для поддержания нормальной работы организма.

Оболочка зерен оказывает на организм неоценимое воздействие. В первую очередь за счет высокого содержания грубых нерастворимых волокон, обладающих эффектом метелки для организма. Также отруби активно оздоравливают микрофлору кишечника, пополняют витаминное депо. Продукт низкокалориен (около 110 ккал на 100 граммов), поэтому знайте: потери лишних килограммов вам не избежать! Здоровые волосы, кожа и ногти как бонус.

Полезные свойства отрубей

Пшеничные отруби

Самый распространенный в продаже вид сухой клетчатки. Именно с него диетологи советуют начинать прием отрубей, так как у пшеницы волокна более мягкие. Обладают сбалансированным витаминно-минеральным составом и прекрасными абсорбирующими свойствами. Пшеничные отруби ускоряют метаболизм, устраняют запоры, связывают жиры, поступающие из пищи, повышают барьерные функции организма, улучшают состояние кожи и волос.

Овсяные отруби

Обладают выраженными холестеринопонижающими свойствами (60 г овсяных отрубей снижают уровень холестерина на 7–10 %). Поэтому прием этого продукта рекомендован для профилактики атеросклероза. Овсяные отруби богаты калием и магнием, благотворно влияют на сердечно-сосудистую систему. При контакте с жидкостью сильно увеличиваются в объеме, поэтому идеальны в качестве добавки для снижения веса и утоления чувства голода.

Ржаные отруби

Состав ржаных отрубей схож с составом пшеничных, но этот вид содержит меньше сахаров и больше аминокислот. Кроме того, ржаные — рекордсмены по содержанию селена и хрома, которые в комплексе с антиоксидантом витамином Е играют роль онкобарьера. Этот вид отрубей содержит йод для здоровья щитовидки и железо для поддержания уровня гемоглобина.

Рисовые отруби

Ценная добавка к пище при лечении аллергии, сахарного диабета и атеросклероза. Нормализуют обмен веществ, как и остальные виды сухой клетчатки, помогают снизить вес. В составе диеты Ласкина используются для лечения онкологических заболеваний.

Гречневые отруби

Безглютеновый низкокалорийный продукт, чрезвычайно богатый белком. Бьет рекорды по содержанию магния, поэтому гречневые отруби полезны при нервных расстройствах и сердечно-сосудистых заболеваниях.

Амарантовые отруби

В несколько раз превосходят пшеничные по содержанию клетчатки и ценных аминокислот. Продукт наделен обволакивающими свойствами, поэтому полезен при лечении желудочно-кишечных заболеваний. Стабилизируют уровень гормонов и у мужчин, и у женщин. Отруби амаранта богаты пектином, который препятствует усвоению жиров и сахара. Сильнейший иммуностимулятор и онкопротектор.

Как употреблять отруби

Отруби выпускают в разных формах: в измельченном виде и в виде гранул. Гранулированные можно размачивать в кефире, ряженке, молоке, бульоне, киселе, соке. Порошковые можно использовать точно так же плюс добавлять к любому виду теста при выпечке.

Врачи советуют начинать с 1 ч. л. в сутки, спустя несколько дней дозу можно увеличить. Удобно использовать заготовку: измельченные отруби залить на 15 минут кипятком, после воду слить, а полученную кашицу добавлять во все блюда.

В зависимости от формы отруби можно принимать в различном виде. Если вы используете крупные или гранулированные, их можно размачивать в кефире или молоке и есть как кашу или же употреблять сухими, запивая большим количеством воды. Мелкие можно использовать в качестве ингредиента при приготовлении хлеба, блинчиков и других мучных изделий. Их можно добавлять в готовые каши или есть с йогуртом.

Противопоказания для приема отрубей

Как и у любой биологически-активной добавки, у отрубей есть противопоказания. Отруби нельзя принимать при гастрите и язвенной болезни в период обострения, панкреатите, колите, при наличии послеоперационных спаек в кишечнике. В детском рационе отруби могут быть в составе хлебобулочных изделий. Беременным рекомендована предварительная консультация врача.

Будьте стройны, здоровы и разборчивы в еде! А если статья вам понравилась, поделитесь ею с друзьями.

границ | Оценка последовательной обработки для экстракции крахмала, липидов и белков из пшеничных отрубей

Введение

Пшеничные отруби являются побочным продуктом процесса помола при производстве очищенных зерен, и их ежегодное производство во всем мире оценивается примерно в 100–150 миллионов тонн в год (Hell et al., 2014). Отруби составляют внешний слой зерен пшеницы и состоят из тканей, называемых алейроном, гиалином, семенником и околоплодником (Prinsen et al., 2014). Основные компоненты тканей пшеничных отрубей включают крахмал (15–25%) и некрахмальные полисахариды, включая пищевые волокна (50–60%, из которых 52–70% составляют арабиноксилан, 20–24% — целлюлоза и ~ 6% — β- глюкан), лигнин (6–12%), белки (10–25%), липиды (2–4%) и минералы (3–8%) (Apprich et al. , 2014; Hell et al., 2014). Состав может изменяться, что зависит от сочетания естественных колебаний, экстракции и аналитических методов, а также от того, какая ткань отрубей выделяется в основном. Внешний слой отрубей, околоплодник, состоит в основном из нерастворимых пищевых волокон и лигнина. Лигнин также присутствует в семенной оболочке (семеннике и гиалине), которая также содержит антиоксидантные алкилрезорцины, в то время как алейроновый слой (внутренний слой рядом с крахмалистым эндоспермом) содержит смесь белков, волокон, липидов и минералов (Javed et al. ., 2012; Onipe et al., 2015). Из-за большого количества производимых отрубей этот материал имеет потенциал для производства более ценных продуктов (Sozer et al., 2017). Ряд очищенных молекул был предложен в качестве потенциальных продуктов от завода по переработке отрубей и обычно делится в соответствии с основным компонентом отрубей (Apprich et al., 2014; Pruckler et al., 2014).

В настоящее время отруби в основном используются как малоценный ингредиент для потребления людьми и животными (Prinsen et al. , 2014; Pruckler et al., 2014). Сравнительно меньшее использование в качестве ингредиента в пищевых продуктах связано с сенсорными свойствами и текстурой, например горьким вкусом, связанным с присутствием фенольных соединений, ограниченным сроком хранения из-за того, что липиды становятся прогорклыми при окислении и несовместимостью с некоторыми пищевыми матрицами. Понятно, что из пшеничных отрубей можно приготовить ряд потенциально интересных продуктов, но для обеспечения более широкого использования некоторые из этих соединений необходимо отделить и удалить неприятные вкусовые качества.

Крахмал является одним из основных компонентов пшеничных отрубей и содержится в двух разных типах гранул. Сообщалось, что химический состав и функциональные свойства гранул пшеничных отрубей отличаются от гранул товарного пшеничного крахмала, который придает крахмалу из пшеничных отрубей уникальные свойства (Xie et al., 2008; Liu and Ng, 2015). Кроме того, сообщается, что липиды пшеничных отрубей имеют потенциально высокую ценность для пищевой и фармацевтической промышленности из-за наличия незаменимых ненасыщенных жирных кислот (Jung et al. , 2010; Эль-Шами и др., 2011; Lei et al., 2018). Экстракция липидов из пшеничных отрубей также необходима, чтобы избежать прогорклости в других фракциях, поскольку эти соединения имеют тенденцию к окислению и разложению (Merali et al., 2015). Пшеничные отруби, содержащие 13–18% белков, являются потенциально ценным источником для пищевой промышленности и могут использоваться в качестве добавки в различные пищевые продукты, такие как напитки, мясо и т. Д. (Sozer et al., 2017). Сегодня интерес к замене дорогих и ограниченных диетических белков на дешевый источник белка из растений возрастает из-за увеличения мирового населения (Apprich et al., 2014).

Несмотря на то, что в литературе содержится значительное количество методологий аналитического фракционирования, большинство экспериментальных исследований было сосредоточено на получении единственной фракции, часто в пользу углеводной фракции (Hell et al., 2014; Jefferson and Adolphus, 2019), т.е. самая большая часть отрубей. Для получения каждой фракции можно использовать ряд методов (с разницей в степени жесткости обработки). В последнее время в некоторых обзорах рассматривается подход к биоочистке с использованием пшеничных отрубей в качестве сырья (Soukoulis and Aprea, 2012; Reisinger et al., 2013, 2014; Челиктас и др., 2014; Tirpanalan et al., 2014), но их внимание было сосредоточено на получении моносахаридов в виде продуктов с использованием различных типов (комбинированных) технологий (например, органозольв, кислотного гидролиза, гидротермального или ферментативного разложения). и мониторинг воздействия обработки на общий состав оставшейся смеси продуктов из отрубей (Reisinger et al., 2013; Pruckler et al., 2014).

Целью данного исследования является поиск и разработка подходящих технологий для последовательной обработки, которые позволяют фракционировать компонент без слишком больших потерь или разрушения других компонентов.Поэтому различные методы были модифицированы, объединены и протестированы для экстракции компонентов пшеничных отрубей, а также были оценены максимально возможные выходы экстракции компонентов.

Материалы и методы

Материалы

Реагенты и химикаты были поставлены Sigma-Aldrich (Швеция), если не указано иное.

Два вида молотых пшеничных отрубей; мелкие отруби с размером частиц <1 мм и грубые отруби со средним размером частиц 1,5 мм были получены от Lantmännen Reppe AB (Лидчёпинг, Швеция).Диоксид углерода (99,9993%) с погружной трубкой был приобретен у Linde, Швеция.

Альтернативы последовательной обработки показаны на схеме 1 и описаны в разделе методов. Эксперименты (если не указано иное) были выполнены с использованием трех независимых повторов и представлены как среднее ± стандартное отклонение.

Схема 1 . Блок-схема с обзором различных последовательных процессов, используемых в этом исследовании.

Извлечение крахмала из пшеничных отрубей

Сто миллилитров водопроводной воды с температурой 30 ° C добавляли в 250-миллилитровую встряхиваемую колбу с перегородками, содержащую 10 г образца мелких или крупных отрубей, соответственно. Колбы инкубировали в шейкере-инкубаторе (Infors HT, Ecotron) при 30 ° C в течение 30 мин при постоянном встряхивании. Водную фракцию и остатки пшеничных отрубей собирали с помощью вакуумной фильтрации. Затем остатки отрубей промывали 500 мл водопроводной воды и сушили в печи при 50 ° C в течение ночи.

Затем тот же эксперимент был повторен с использованием водопроводной воды с температурой 55 ° C и временем инкубации 4 часа. Содержание крахмала в остатках отрубей, собранных в обоих экспериментах, анализировали до и после экстракции.

Экстракция липидов из пшеничных отрубей

Экстракция сверхкритического диоксида углерода

Сверхкритическая флюидная экстракция (SFE) выполнялась с использованием сверхкритического диоксида углерода (SC-CO 2 ) в качестве растворителя. Лабораторную систему экстракции SC-CO 2 использовали, как описано Turner et al. (2001). Образец пшеничных отрубей (1 г) помещали в экстракционный сосуд из нержавеющей стали. Экстракцию липидов изучали при 50 ° C и давлении 150 и 350 бар соответственно.Плотность SC-CO 2 при 50 ° C составляла 0,7 г / мл при 150 бар и 0,9 г / мл при 350 бар. Скорость потока CO 2 составляла 1 мл / мин в течение 2,5 ч периода экстракции, а за скоростью обезжиривания следили путем сбора экстрагированного масла каждые 30 минут в течение всего периода экстракции. В конце экстракции 10 мл ацетона использовали для промывки системы вместе с CO 2 со скоростью потока 2 мл / мин в течение 15 минут. Затем ацетон полностью выпаривали из сборного сосуда в испарителе азота.Собранные образцы масла и остатки пшеничных отрубей хранили для дальнейшего анализа. Для анализа значимости различий в урожайности был проведен тест t для независимых средних значений.

Два эксперимента по экстракции липидов были также проведены с использованием SFE на обескрахмаленных отрубях пшеницы мелкого и грубого помола, соответственно. Они были организованы как единичные испытания, и экстракция липидов проводилась при 50 ° C, 150 бар в течение 2,5 часов. Собранные образцы масла и остатки пшеничных отрубей хранили для дальнейшего анализа.

Экстракция Сокслета
Экстракцию Сокслета

проводили в качестве эталонного метода (Association of Official Analytical Chemists, 1995; Shahidi, 2003) на образцах пшеничных отрубей (5 г) при 80 ° C (см. ~ 150 капель / мин) в течение 8 часов с использованием 150 мл n -гексан.Затем из образцов удаляли n -гексан с помощью роторного вакуумного испарителя (Heidolph). Экстракты хранили при -20 ° C для дальнейшего анализа.

Экстракция белков из пшеничных отрубей

Мягкая щелочная экстракция белков из пшеничных отрубей

Экстракцию белков из мелких и крупных отрубей проводили при 25 ° C после экстракции крахмала. В рамках процедуры скрининга четыре образца мелких и грубых отрубей (порции по 5 г) помещали в восемь 250 мл встряхиваемых колб с перегородками.После удаления крахмала, как описано в разделе «Экстракция крахмала из пшеничных отрубей», образцы влажных отрубей подвергали экстракции белка. Для экстракции белка к соответствующему образцу добавляли 50 мл буфера (при pH 8 с использованием 50 мМ натрий-фосфатного буфера и при pH 9 и 10 с использованием 50 мМ боратного буфера) с последующей инкубацией при четырех временах пребывания (1, 6, 12, и 24 ч) в шейкере-инкубаторе (Infors HT, Ecotron) при 25 ° C, 150 об / мин. В каждый момент времени две колбы (мелкий и крупный образец отрубей) извлекали из инкубатора, жидкую фазу отделяли от остатка отрубей (твердая фаза) с помощью вакуумной фильтрации и остаток отрубей промывали 500 мл водопроводной воды с использованием вакуумная фильтрация.Остаток отрубей окончательно сушили при 50 ° C в течение ночи для анализа содержания белка.

Фракционирование по Осборну

На рисунке 1 представлена ​​блок-схема фракционирования по Осборну. Отдельный этап экстракции крахмала (рис. 1) изначально применялся в последовательности фракционирования (см. Раздел «Фракционирование по Осборну обескрахмаленных белков пшеничных отрубей»), но позже отделение крахмала было объединено с первым этапом фракционирования белка (с использованием 0,4 M NaCl, см. Раздел Совместная экстракция крахмала и белков пшеничных отрубей фракционированием по Осборну.

Рисунок 1 . Блок-схема метода фракционирования Осборна для экстракции белков пшеничных отрубей.

Фракционирование по Осборну белков отрубей пшеницы без крахмала

Пробы пшеничных отрубей мелкого и грубого помола (2,5 г) сначала очищали от крахмала (раздел «Экстракция крахмала из пшеничных отрубей») в шести 250-миллилитровых колбах с перегородками. Затем остатки отрубей переносили в шесть пробирок Falcon объемом 50 мл и суспендировали в 25 мл 0,4 М NaCl в 50 мМ натрий-фосфатном буфере, pH 7,6. Пробирки помещали горизонтально в шейкер-инкубатор (Infors HT, Ecotron) при 25 ° C, 200 об / мин в течение 20 мин с последующим центрифугированием (3890 × g, 10 мин в центрифуге Sigma 3-16PK).Экстракцию повторяли три раза, и супернатанты собирали для анализа белка. Затем остаток отрубей смешивали с 30 мл дистиллированной воды и центрифугировали (3890 × g, 10 мин, Sigma 3-16PK). Затем собирали твердые остатки от одного образца грубых отрубей и одного образца мелких отрубей, промывали 500 мл дистиллированной воды с использованием вакуумной фильтрации и сушили при 50 ° C в течение ночи и сохраняли для анализа белков после первого этапа.

На втором этапе экстракции (рис. 1) к оставшимся четырем образцам добавляли 25 мл 60% (об. / Об.) Этанола с последующим встряхиванием при 25 ° C, 20 мин и центрифугированием (как указано выше).Инкубацию повторяли три раза, и супернатанты собирали для анализа белка. Затем к остаткам отрубей добавляли 30 мл дистиллированной воды с последующим перемешиванием и центрифугированием (3890 × g, 10 мин, Sigma 3-16PK). Остатки одного образца грубых отрубей и одного образца мелких отрубей снова собирали, промывали дистиллированной водой и сушили (как описано выше для этапа 1) для анализа белков после второго этапа.

Наконец, к двум оставшимся образцам добавляли 25 мл теплого (60 ° C) 0,05 M NaOH с последующим встряхиванием при 60 ° C в течение 20 минут и центрифугированием (как указано выше). Это повторяли трижды, и супернатанты собирали для анализа белка. Оставшиеся остатки промывали, как указано выше, дистиллированной водой, сушили и сохраняли для анализа белка.

Совместная экстракция крахмала и белков пшеничных отрубей фракционированием по Осборну

Фракционирование по Осборну, описанное в разделе Фракционирование по Осборну белков отрубей пшеницы без крахмала, также было выполнено для отрубей пшеницы как мелкого, так и грубого помола без отдельной стадии удаления крахмала (рис. 1).В этом случае процедуру проводили при 25 ° C, и крахмал и белок, экстрагированные в супернатанте на первом этапе, разделяли фильтрацией с последующим анализом крахмала и общего белка. После каждой из трех стадий экстракции (выполненных, как описано выше) остатки промывали 500 мл дистиллированной воды с использованием вакуумной фильтрации и сушили при 50 ° C в течение ночи и сохраняли для анализа белка.

Комбинация активации ферментов пшеничных отрубей и фракционирования по осборну

Этот эксперимент был проведен с использованием свежемолотых мелких пшеничных отрубей. Для исследования активности эндогенных ферментов были выбраны две температуры (30 и 50 ° C), два значения pH (4,5 и 7) и четыре соотношения твердое вещество-жидкость (1: 1, 1: 2, 1: 3, 1: 4). Сначала готовили растворы органических кислот, содержащие молочную кислоту и уксусную кислоту в молярном соотношении 4: 1, при двух разных значениях pH (4,5 и 7), которые делили на разные объемы (2,5, 5, 7,5 и 10 мл) в 50 мл. соколиные трубы. Затем в каждую сокольную пробирку добавляли 2,5 г свежемолотых мелких пшеничных отрубей. Образцы смешивали и инкубировали (Infors HT, Ecotron) при двух разных температурах (30 и 50 ° C) в течение 24 часов.Затем фракционирование Осборна (три этапа, рис. 1) было применено сразу ко всем образцам, которые были проанализированы на оставшийся белок. Сначала проводили скрининг с использованием последовательностей единичных образцов, а затем дважды повторяли условие, показывающее наибольшее количество экстрагированного белка.

Осаждение экстрагированного белка из супернатантов, собранных фракционированием Осборна

pH всех собранных супернатантов после фракционирования Осборна доводили до 4,5, используя 3 М HCl, а затем суспензии центрифугировали (3,890 × g, 10 мин, Sigma 3-16PK) для отделения осадков от жидкости. Осадки промывали дистиллированной водой, центрифугировали для удаления воды и сушили вымораживанием для дальнейшего анализа.

Экстракция белков при высоком pH и высокой температуре

Твердые остатки пшеничных отрубей (2,5 г), полученные после стадии 3 фракционирования по Осборну (рис. 1), добавляли к 25 мл 0,05 М гидроксида натрия, и суспензию перемешивали и нагревали до 120 ° C на магнитной горячей плите (Heidolph). в течение 1 ч при постоянном перемешивании с помощью магнита. Затем остатки промывали 500 мл дистиллированной воды, используя вакуумную фильтрацию, сушили при 50 ° C в течение ночи и анализировали на белок по методу Дюма (раздел «Анализ белков» ниже).

Количественный анализ

Анализ крахмала

Определение крахмала в пшеничных отрубях проводили с использованием набора для анализа общего крахмала (Megazyme), основанного на использовании двух ферментов: термостабильной α-амилазы и амилоглюкозидазы. Вкратце, крахмал гидролизовали до растворимого разветвленного и неразветвленного мальтодекстрина с использованием термостабильной α-амилазы при pH 5, 100 ° C, 6 мин, с использованием нагревательного блока (Techne Dri-block). Затем мальтодекстрин гидролизовали до D -глюкозы с использованием амилоглюкозидазы при 50 ° C, 30 мин в нагревательном блоке.Наконец, глюкоза окислялась до D -глюконата, а выделившаяся перекись водорода была преобразована в хинониминовый краситель с использованием пероксидазы (ферменты реагента GOPOD), а затем оптическая плотность красителя была измерена при 510 нм спектрофотометром УФ / видимого света ( Ultrospec 1000, Pharmacia biotech) с D -глюкозой в качестве стандарта (процедура анализа общего крахмала, Megazyme, Ирландия).

Анализ общих липидов

Общий анализ липидов выполняли методом жидкостно-жидкостной экстракции с использованием смеси хлороформа, метанола и воды, как описано Bahrami et al.(2014). Шесть миллилитров раствора хлороформ-метанол (1: 2 по объему) и 1,5 мл дистиллированной воды добавляли к 0,25 г образца пшеничных отрубей в 15-мл пробирке Falcon и суспензию перемешивали в течение 2 мин. Затем к смеси добавляли 2 мл воды и 2 мл хлороформа. Смесь энергично встряхивали, а затем центрифугировали в течение 10 мин при 3890 × g. Нижнюю фазу (органический слой) переносили в новую предварительно взвешенную пробирку Falcon объемом 15 мл. 6 мл хлороформа и 0,2 мл уксусной кислоты добавляли к водной фазе, энергично перемешивали и центрифугировали; затем нижний слой был добавлен к первому органическому слою.Хлороформ выпаривали, пробирку, содержащую соколиную пробирку, взвешивали и определяли общее содержание липидов гравиметрическим анализом.

Анализ жирных кислот (ЖК)

Определение состава ЖК проводили метилированием по методу, описанному Svensson и Adlercreutz (2011). Приблизительно 5 мг жирных кислот взвешивали и растворяли в 1 мл циклогексана, затем добавляли 500 мкл 0,5 М метоксида натрия и инкубировали в нагревательном блоке (Techne Dri-block) при 50 ° C, 30 мин.Реакцию останавливали добавлением 2 мл воды, насыщенной хлоридом натрия. После перемешивания на вортексе и центрифугирования верхний слой переносили в хроматографический флакон для анализа. Для анализа методом газовой хроматографии (ГХ) использовали колонку с диоксидом кремния (Supelco, 60 м × 0,25 мм × 0,02 мкм). Начальная температура колонки составляла 160 ° C со скоростью нагрева 3 ° C / мин до 250 ° C. Общее время анализа составляло 40 минут, а давление в колонке составляло 20,00 фунтов на квадратный дюйм. Использовался детектор FID с температурой 270 ° C. Расход гелия, водорода и воздуха составлял 25, 30 и 300 мл / мин соответственно.

Анализ белков

Определение общего белка проводили с использованием методов Кьельдаля (Jones, 1991) и Дюма (Saint-Denis and Goupy, 2004). По методу Кьельдаля образец переваривали (дигестор Tecator 2006) с использованием концентрированной серной кислоты. Затем газообразный аммиак выделяли в раствор, содержащий разбавленную серную кислоту, с использованием системы дистилляции (система дистилляции Tecator 1002), и полученный раствор титровали разбавленным раствором NaOH для определения содержания азота.В методе Дюма; с использованием элементного анализатора (Flash EA 1112, Thermo Fisher Scientific, США) сжигание образцов проводилось при высокой температуре (более 1000 ° C) в присутствии чистого кислорода и проводилось количественное преобразование полученных оксидов азота в N 2 . через камеру восстановления, содержащую медь, нагретую до примерно 650 ° C. Другие летучие продукты сгорания (вода и CO 2 ) либо улавливаются, либо отделяются. Наконец, газообразный азот измеряли с помощью детектора теплопроводности.Содержание азота умножали на 6,25 (эмпирический протеиновый фактор), чтобы получить содержание протеина в пшеничных отрубях (AACC 46-11A). Все измерения белков проводились для твердых частей, а выходы белков представляли собой массу экстрагированных белков на массу общих исходных белков.

Молекулярные массы нативных экстрагированных белков в супернатанте определяли с помощью эксклюзионной хроматографии (SE-HPLC) (Hancock, 1984; De Brier et al., 2015) с использованием системы Dionex HPLC (Ultimate-3000 RSLC, Dionex) с колонка (Ярра 3у СЕК-2000, 300 × 4.6 мМ, Phenomenex) и 50 мМ натрий-фосфатного буфера при pH 6,8 в качестве подвижной фазы. Скорость потока составляла 0,5 мл / мин, и термостат колонки поддерживался при 25 ° C. Элюированные белки детектировали при 280 нм с использованием детектора UV-Vis (Ultimate 3000 RS, Dionex). В качестве стандартов использовали апротинин, алкогольдегидрогеназу, карбоангидразу и альбумин (набор маркеров для гель-фильтрации, Sigma).

Молекулярную массу денатурированных экстрагированных белков определяли с помощью электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE), как описано Laemmli (1970), с использованием предварительно отлитых гелей (Bio-Rad, США).Двадцать микролитров образца из супернатанта добавляли к 5 мкл буфера для образцов Лэммли. Буфер для образца для супернатанта из третьей стадии фракционирования Осборна содержит DTT (1,4-дитиотреитол, 1% мас. / Об.) В качестве восстанавливающего агента. Все образцы смешивали, нагревали при 100 ° C в течение 10 минут и центрифугировали при 9600 × g в течение 2 минут (микроцентрифуга Eppendorf 5424). В каждую лунку загружали 15 мкл супернатантов и подвергали электрофорезу при токе 30 мА в течение примерно 45 мин. Маркер молекулярной массы белка (стандарты белка 10–250 кДа, Bio-Rad) загружали в одну из лунок. После разделения гель помещали в окрашивающий раствор на 30 мин. Окрашивающий раствор состоял из 1 г 0,2% кумасси, 200 мл 40% MeOH, 50 мл 10% HAc и 260 мл воды milliQ. Затем гель обесцвечивали с помощью обесцвечивающего раствора (40% метанола, 10% уксусной кислоты и 50% воды) и определяли молекулярную массу образцов с использованием маркера SDS-PAGE (Biorad).

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FT-IR) была использована для определения функциональных групп белковых преципитатов из супернатантов.Инфракрасные спектры фракций белковых преципитатов регистрировали в области 4000–400 см –1 с использованием системы FT-IR (Nicolet is5, Thermo Fisher Scientific).

Анализ нерастворимых волокон

Определение нерастворимой клетчатки проводилось с использованием 3-ступенчатой ​​ферментативной реакции (Megazyme K-TDFR 10/14). На первом этапе образец обрабатывали термостойкой α-амилазой при 100 ° C, 30 мин при постоянном встряхивании в термошейкере (HLC, Ditabis) для желатинизации, гидролиза и деполимеризации крахмала. Затем после охлаждения до 60 ° C добавляли протеазу, и образцы снова инкубировали в термошейкере (HLC, Ditabis) при 60 ° C при постоянном встряхивании для солюбилизации и деполимеризации белков. На следующем этапе добавляли амилоглюкозидазу, инкубацию продолжали при 60 ° C в течение 30 минут для гидролиза фрагментов крахмала до глюкозы. После этого остаток фильтровали, промывали горячей водой (70 ° C), этанолом (95%) и ацетоном, соответственно, сушили в печи при 100 ° C и взвешивали.

Результаты

Фракции молотых пшеничных отрубей с двумя размерами частиц были использованы в качестве исходных материалов, и были выбраны методики обработки для обогащения крахмала, липидов и белков, отдавая приоритет мягким технологиям, чтобы обеспечить неразрушающую обработку в несколько этапов (Схема 1).

Извлечение крахмала из пшеничных отрубей

Экстракцию крахмала из пшеничных отрубей с использованием воды в качестве растворителя оценивали при двух различных температурах и времени (30 ° C в течение 30 минут и 55 ° C в течение 4 часов). Экстракции при 30 ° C в течение 30 минут и 55 ° C в течение 4 часов привели к выделению 50,6 ± 0,65 и 68,2 ± 1,2% крахмала в мелких отрубях и 67,7 ± 1,9% и 81,7 ± 0,67% крахмала в основных отрубях. соответственно (рисунок 2). Основная часть экстрагированного крахмала в водной фазе при 30 ° C была диспергирована в нерастворимой форме (20 мкм ≤ экстрагированный крахмал ≤ 100 мкм) из отрубей обоих размеров (мелких и крупных), что позволило отделить от оставшихся отрубей (твердая часть). фильтрацией.Отфильтрованный крахмал затем осаждали или центрифугировали из водной фазы в виде нерастворимой фракции крахмала. Только небольшое количество крахмала, которое было солюбилизировано в водной фазе при 30 ° C (5 и 6% от общего количества крахмала из мелких и крупных отрубей, соответственно).

Рисунок 2 . Экстрагированный крахмал получается из мелких и грубых пшеничных отрубей путем набухания в воде при 30 ° C в течение 30 минут и 55 ° C в течение 4 часов. Данные на рисунке представлены как среднее ± стандартное отклонение трех экспериментов и показаны как% крахмала (сухой вес) от сухого веса отрубей.

Экстракция при 55 ° C привела к значительно более высокой солюбилизации в воде (27 и 25% для мелких и крупных отрубей, соответственно) и была менее благоприятной с точки зрения разделения (более трудно удалить воду и трудно отделить крахмал от белка, как описано в разделе «Экстракция белков из пшеничных отрубей» ниже).

Выход экстрагированного крахмала из грубых отрубей был неожиданно выше, чем из тонких отрубей, в обоих методах экстракции, несмотря на больший размер частиц.Экстракция крахмала водой — это мягкий неразрушающий метод экстракции, который выгодно применять на ранней стадии технологического каскада, и здесь он предлагается в качестве первого шага в технологической цепочке (рис. 1).

Извлечение липидов из пшеничных отрубей

Экстракцию липидов из отрубей двух размеров частиц (без предварительной экстракции крахмала) проводили при двух различных давлениях, чтобы исследовать оптимальное давление для экстракции липидов с высоким выходом. Как видно на Фигуре 3A, общий выход экстрагированных липидов при 150 и 350 барах составил 55. 2 ± 2,4 и 62,1 ± 3,9% от мелких отрубей и 52,8 ± 0,73 и 53,3 ± 2,2% от крупных отрубей соответственно. Выход экстрагированных липидов не увеличивался с увеличением давления SC-CO 2 при использовании грубых отрубей, и увеличение выхода экстракции для мелких отрубей не было статистически значимым ( P <0,05). Таким образом, состояние при 150 барах считалось наиболее благоприятным для продолжения испытаний.

Рисунок 3 . Липиды, экстрагированные из мелких и грубых отрубей пшеницы (A) с использованием методов экстракции SC-CO 2 и Сокслета без экстракции крахмала, (B) с использованием метода экстракции SC-CO 2 после экстракции крахмала.Общие липиды были определены с использованием метода экстракции хлороформ-метанол-вода, как указано в разделе Анализ общих липидов, и нацелены на более широкий диапазон липидных соединений, чем используемые методы экстракции, за счет извлечения большего количества полярных липидов, что, естественно, дает более низкий выход, когда SC -CO 2 или Сокслета. На рисунке показано среднее ± стандартное отклонение трех экспериментов (за исключением SC-CO 2 липидов, экстрагированных из некрахмалистых отрубей в (B) , который был единственным экспериментом), данные представлены как% липидов (сухие вес) отрубей сухой вес.

Экстракция Сокслета в гексане

также применялась в качестве эталонного метода (Association of Official Analytical Chemists, 1995) и была более эффективной, приводя к более высокому выходу экстрагированных липидов, чем экстракция SC-CO 2 (рис. 3A). В этом случае была показана совместная экстракция крахмала вместе с липидами (данные не показаны), что подчеркивает преимущество экстракции крахмала в качестве первого шага в последовательности экстракции.

Затем для экспериментов было выбрано более низкое давление (150 бар) с использованием обескрахмаленных отрубей (из раздела «Экстракция крахмала из пшеничных отрубей»).Однако анализ состава показал, что некоторые липиды были потеряны, что соответствует 21,8 ± 0,55% липидов в мелких отрубях и 31,3 ± 3,9% липидов грубых отрубей (рис. 3В). Полученный выход экстракции липидов из тонких отрубей без крахмала (46%, рис. 3B), следовательно, был ниже, чем выход из необработанных пшеничных отрубей (55%, рис. 3A), и некоторые липиды, как считается, экстрагируются совместно с крахмалом. несмотря на использование воды в качестве растворителя. В случае грубых отрубей тенденция была противоположной, и выход экстрагированных липидов после удаления крахмала был выше (63% содержания липидов после удаления крахмала, рисунок 3B), чем выход, полученный без удаления крахмала (52%, рисунок 3A). ), что указывает на то, что на частицы отрубей повлияла очистка от крахмала.

Приведенное выше утверждение подтверждается поведением экстракции липидов из отрубей, которое зависело от последовательности экстракции. Без предварительной экстракции крахмала скорость обезжиривания была высокой в ​​течение первого часа, а затем медленно снижалась как для мелких, так и для крупных отрубей. Напротив, скорость экстракции липидов в тонких отрубях без крахмала была ниже, но продолжала увеличиваться в течение второго часа и приняла почти линейную скорость во время анализа. В обескрахмаленных грубых отрубях экстракция липидов начинается через 1 час, а затем увеличивается с линейной скоростью.Так как обезжиривание значительно увеличилось к концу цикла как для мелкозернистых, так и для грубых отрубов без крахмала, необходима более длительная процедура экстракции липидов после удаления крахмала (рис. 4).

Рисунок 4 . Профиль степени обезжиривания (A) мелких и (B) грубых отрубей пшеницы во время экстракции липидов с помощью SC-CO 2 . Символы обозначают (▴) пшеничные отруби без удаления крахмала (среднее ± стандартное отклонение трех экспериментов) и (♦) пшеничные отруби после удаления крахмала (отдельные эксперименты).Данные представлены в% от сухого веса отрубей.

Профилирование жирных кислот (ЖК) с помощью газовой хроматографии показало, что линолевая кислота (C18: 2) была наиболее распространенной жирной кислотой в экстрактах и ​​составляла около 60% от общего количества жирных кислот. Пальмитиновая кислота (C16), олеиновая кислота (C18: 1) и α-линоленовая кислота (C18: 3) были вторым, третьим и четвертым наиболее распространенными ЖК в экстрактах и ​​соответствовали 16, 14 и 6% общее количество ЖК, соответственно, что согласуется с результатами, описанными Cardenia et al.(2018). Не было разницы в содержании линолевой кислоты независимо от используемого метода. При использовании экстракции грубых отрубей по Сокслету содержание пальмитиновой кислоты было самым низким. Экстракция липидов из мелких отрубей с использованием SC-CO 2 при давлении 150 бар дала наибольшее количество олеиновой кислоты, но самое низкое содержание α-линоленовой кислоты (дополнительная таблица 1).

Экстракция белков из пшеничных отрубей

Белковый сдвиг (переход в балансе потребления белка с меньшим количеством белков животного происхождения и большим количеством белков растительного происхождения) подчеркивает необходимость эффективного использования белков из сельскохозяйственных ресурсов. Белки могут быть извлечены как в деградированной, так и в недеградированной форме, причем последняя имеет более высокую ценность. Таким образом, для максимального извлечения белка из отрубей использовались разные методы.

Щелочная экстракция белков

Щелочная экстракция белков на некрахмалистом материале была проведена в относительно мягких условиях (25 ° C, рН не выше 10 для предотвращения разложения нативных белков), и показала тенденцию к увеличению выхода экстракции белка с увеличением рН и времени как для тонкой очистки. и грубые отруби (рис. 5).Наивысшие выходы в серии экстракций (34 и 30% содержания белка для мелких и крупных отрубей, соответственно) были получены при самом высоком pH (рис. 5). Выход экстракции белка из мелких отрубей был выше, чем из грубых отрубей при соответствующем значении pH и времени. Эти результаты показали влияние размера частиц, когда меньший размер с более высоким отношением поверхности к объему казался полезным.

Рисунок 5 . Выход экстракции белка из (A) мелких и (B) грубых обескрахмаленных пшеничных отрубей при 25 ° C, при трех различных значениях pH (8, 9, 10) и при четырех временах выдержки (1, 6, 12, и 24 ч).На рисунке показаны отдельные эксперименты.

Фракционирование по Осборну

Для повышения выхода экстрагированных белков была проведена модифицированная процедура фракционирования Осборна (рис. 1) как для мелких, так и для крупных отрубов, включающая удаление крахмала в сочетании с тремя этапами экстракции (0,4 M NaCl, 60% этанол и 0,05 M NaOH). для ускорения экстракции белков с различной растворимостью.

Общий выход экстракции мелких белков отрубей увеличился до 50 ± 1,8% (рис. 6), а фракция глутелина (полученная после этапа 3) соответствовала наибольшей доле белка (36% белков, оставшихся после второго этапа, и 27%). .9% от общего количества белков). Затем следовала фракция водорастворимого альбумина / глобулина (всего 17,2%), из которой 9,6% экстрагировалось в водную фазу во время удаления крахмала, и еще 8,5% белка оставалось после экстракции крахмала (7,6% общий белок) экстрагировали на первой стадии фракционирования по Осборну. Фракция проламина, полученная после второго этапа экстракции, была наименьшей и соответствовала 6,1% белка, оставшемуся после первого этапа (5,1% от общего белка; фиг. 6).

Рисунок 6 . Выход экстракции белков из мелких и грубых пшеничных отрубей после использования метода фракционирования Осборна. Для каждой фракции показано среднее значение трех экспериментов.

Общий выход экстрагированных белков из этой последовательности с использованием грубых отрубей составил 42 ± 0,005% (рис. 6). Водорастворимый альбумин / глобулин (20,7% от общего количества белка) экстрагировали как на этапе удаления крахмала (12,5% от общего количества белков), так и на первом этапе фракционирования Осборна (9.4% оставшегося белка от стадии экстракции крахмала, что соответствует 8,2% от общего количества белков). Фракция проламина из второй стадии экстракции соответствовала 1,9% оставшихся белков из первой стадии (1,5% от общего количества белков). Выход экстракции глютелина на третьем этапе соответствовал 25,3% оставшегося белка на втором этапе (19,6% от общего белка). Общий выход экстракции белка из мелких отрубей был на 8% выше, чем из грубых отрубей, что показывает влияние помола на выход экстракции.

Совместная экстракция крахмала и белков фракционированием по Осборну

Одновременная экстракция крахмала и белков пшеничных отрубей была выполнена путем удаления отдельной стадии удаления крахмала и использования первой стадии экстракции в последовательности фракционирования Осборна как для экстракции водорастворимых / солеустойчивых белков, так и для удаления крахмала (осаждением). Мелкие и грубые пшеничные отруби по модифицированной схеме сначала экстрагировали солесодержащим буфером (вместо воды) при pH 7.6, и результаты показали выход экстракции белка 48,8 ± 0,05 и 41,9 ± 0,4% для тонких и грубых отрубей, соответственно, что было сопоставимо с выходом экстракции белка из обескрахмаленных мелких (50 ± 1,8%) и грубых отрубов (42 ± 0,005; раздел Osborne Fractionation). Выходы экстракции крахмала в процессе совместной экстракции составили 50,6 ± 2,3 и 60,8 ± 4,1% для мелких и крупных отрубей, соответственно, что было аналогично выходу 50,6 ± 0,65% для мелких отрубей и лишь немного ниже, чем выход, полученный из грубых отрубей. отруби (67.7 ± 1,9%), если применялась отдельная стадия экстракции крахмала при 30 ° C в течение 30 минут (раздел «Экстракция крахмала из пшеничных отрубей»). Разница, наблюдаемая для курсовых отрубей, может зависеть от изменений партии из-за незначительных изменений температуры и pH (поскольку предыдущее удаление крахмала проводилось без буферизации), что доказывает, что последовательность может быть сокращена без потерь.

Комбинация активации ферментов пшеничных отрубей и фракционирования Osborne для увеличения экстракции белков

Была проверена возможность увеличения выхода экстракции белка путем активации эндогенных ферментов пшеничных отрубей (путем инкубации при различных температурах, pH и соотношении твердое вещество: жидкость) перед процедурой фракционирования по Осборну.Следует отметить, что свежие измельченные отруби были необходимы и использовались для того, чтобы иметь активные ферменты. Как видно на Рисунке 7, максимальный выход экстрагированных белков был увеличен до 62 ± 8% для мелких отрубей (в наилучших условиях 30 ° C, pH 4,5 и соотношение твердое вещество: жидкость 1: 4), но оставался относительно постоянным для грубые отруби (по оценкам, 45% по результатам одного испытания) по сравнению с фракционированием по Осборну без активации ферментов. Таким образом, активация ферментов увеличивала выход экстракции неразложившегося белка на 12% в тонких отрубях, но только на несколько процентов в грубых отрубях.Недостатком этой методики является необходимость использования свежемолотых отрубей для достижения желаемой активации. Использование измельченных отрубей, хранящихся в течение более длительного периода (> 1 месяца), не привело к желаемой активации эндогенных ферментов (данные не показаны).

Рисунок 7 . Экстракция белков пшеничных отрубей путем активации эндогенных ферментов пшеничных отрубей в (A), мелких и (B), грубых отрубях пшеницы с последующим фракционированием по Осборну. Представленные данные являются результатами единичных испытаний, которые были повторены дважды в условиях, показывающих самый высокий выход экстракции (мелкие отруби, 30 ° C, ph5.5, соотношение твердое вещество — жидкость 1: 4), и там показано как среднее ± стандартное отклонение трех испытаний.

Характеристика экстрагированных белков, полученных фракционированием по Осборну

Характеристика экстрагированных белков, собранных из супернатантов фракционирования Осборна (раздел Совместная экстракция крахмала и белков посредством фракционирования Осборна), и активация ферментов с последующим фракционированием Осборна (раздел «Комбинация активации ферментов пшеничных отрубей и фракционирования Осборна для увеличения экстракции белков») была проведена с использованием SE-HPLC (дополнительные рисунки 1–4), SDS-PAGE (рисунок 8) и FT-IR (дополнительные рисунки 5, 6).Водорастворимые альбумины / глобулины имеют широкий диапазон молекулярной массы (MW), в котором молекулярная масса большинства белков составляет от 15 до 30 кДа (De Brier et al., 2015), что соответствует пикам при 16, 22 и 28 кДа, записанные с помощью SE-HPLC (дополнительная фигура 1). Содержание экстрагированного белка в супернатанте, соответствующем проламину, экстрагированному этанолом, было очень низким, без видимых пиков на SDS_PAGE, и не было идентифицировано никаких белков из фракции проламина (дополнительный рисунок 2). Глютелины, экстрагированные щелочью, имели молекулярную массу ниже 30 кДа, и были обнаружены второстепенные пики при 14 и 21 кДа вместе с основным пиком при 8 кДа (дополнительная фигура 3). Это может указывать на деградацию, поскольку ранее сообщалось, что фракция глутелина содержит белок средней и высокой молекулярной массы с небольшим количеством белка с молекулярной массой менее 30 кДа (De Brier et al., 2015). Лучшие выходы после активации эндогенных ферментов с последующим фракционированием по Осборну привели к более четким профилям SE-HPLC, которые подтвердили предыдущие данные, но также привели к дополнительным пикам в профиле альбуминов / глобулинов (дополнительный рисунок 4).Эти результаты показали, что активность эндогенных ферментов не приводила к дальнейшей деградации нативных белков до пептидов и аминокислот, но что некоторые пептиды могут присутствовать, особенно во фракции глутелина (молекулярная масса пептидов должна быть ниже 10 кДа). . Сбор недеградированных белков был подтвержден SDS-PAGE фракции альбумин / глобулин, которая показала основные белковые полосы в диапазоне 10-30 кДа (и все белки ниже 50 кДа) (рис. 8).

Рисунок 8 .Профиль SDS-PAGE альбуминов / глобулинов в (1) мелких отрубях, (2) грубых отрубях и (3) тонких отрубях после активации эндогенных ферментов с последующим фракционированием Осборна, (4) маркер молекулярной массы.

Осаждение экстрагированных белков из альбуминов / глобулинов и из фракций глютелина проводили для анализа соответствующей фракции с использованием FT-IR. Все ИК-Фурье спектры (дополнительные рисунки 5, 6) показали одинаковую картину для всех образцов, что в принципе подтвердило полимерную природу белков в соответствующей фракции.Обычно пептидная группа белков имеет девять характерных полос, и среди них амид A, амид I, амид II и амид III являются полосами инфракрасного спектра белка. Волновые числа между 3225 и 3280 см -1 относятся к валентному колебанию N-H амида A (Krimm and Bandekar, 1986). Amid I находился в диапазоне от 1600 до 1700 см -1 из-за колебания растяжения групп C = O и C-N. Области 1510 и 1580 см -1 принадлежат валентным колебаниям групп C-N и C-C амида II. Волновые числа от 1300 до 1450 см −1 принадлежат амиду III, что является результатом смешения нескольких координатных смещений (Вениаминов, Калнин, 1990).

Экстракция оставшихся белков в виде гидролизата с использованием высокого pH и высокой температуры

Дополнительные шаги, включая использование условий, которые приводят к экстракции деградированных белков, позволяют лучше использовать общее содержание белков, добавляя второй белковый продукт с более низкой ценностью. После экстракции 50 и 42% всех белков в нативных или денатурированных полноразмерных формах фракционированием по Осборну (раздел «Фракционирование по Осборну») в отрубях пшеницы мелкого и грубого помола, соответственно, в мягких условиях, оставшиеся белки экстрагировали в виде гидролизата в жестких условиях. (120 ° C, pH 12, 1 ч).Результаты показали экстракцию 83,3 ± 1,9 и 86,5 ± 2,6% остальных белков (что соответствует 43 и 53% от общего количества белков) из мелких и крупных отрубей, соответственно, в гидролизованных формах (в виде пептидов и аминокислот). Следовательно, примерно половина белков может быть получена в недеградированной форме, в то время как дополнительные 43% (мелких белков отрубей) и 53% (крупных белков отрубей) были получены в виде гидролизата, что привело к общему выходу экстракции 91,1 ± 1,2 и 91.6 ± 1,6% от общего количества белков в мелких и крупных отрубах соответственно.

Определение содержания нерастворимых волокон в пшеничных отрубях до и после экстракции крахмала и белков

Определение исходного и оставшегося нерастворимого волокна проводилось для каждого этапа и каждой фракции. Процент содержания нерастворимых волокон значительно увеличился после процесса удаления крахмала до 78,3 ± 0,42 и 82 ± 0,2%. Небольшое дальнейшее увеличение наблюдалось после фракционирования по Осборну (до 83 и 80%), но затем уменьшилось во время экстракции белков при высокой температуре и pH (до 70 и 75% в тонких и крупных отрубях, соответственно), что указывает на некоторую солюбилизацию полисахаридов из фракция клетчатки, приводящая к совместной экстракции нерастворимого волокна на заключительном этапе экстракции (при высокой температуре и pH) (рис. 9).

Рисунок 9 . Общее содержание нерастворимой клетчатки в мелких и крупных отрубах до и после экстракции крахмала и белков. Символы обозначают (■) исходное содержание (□) содержание после процесса удаления крахмала () содержание после фракционирования по Осборну () содержание после экстракции белков при высокой температуре и pH. Начальное содержание и содержание после обезвоживания показано как среднее значение по двум экспериментам ± стандартное отклонение, в то время как содержание после фракционирования по Осборну и после экстракции при высокой температуре и pH основано на анализе отдельных экспериментов.Последовательность фракционирования Осборна без активации эндогенного фермента была выбрана для анализа содержания клетчатки. Конечное содержание клетчатки в сочетании мелких и грубых отрубей может составлять в среднем 73 ± 3%.

Обсуждение

Ожидаемый переход от ископаемых к возобновляемым ресурсам для производства как химикатов, так и продуктов питания, подчеркивает необходимость эффективного использования сельскохозяйственных ресурсов, включая повышение ценности недоиспользуемых фракций. Пшеничные отруби на сегодняшний день являются недоиспользуемым ресурсом.В настоящее время отруби в основном используются как малоценный ингредиент для потребления людьми и животными (Prinsen et al., 2014; Pruckler et al., 2014), и их можно даже сжигать для производства энергии. Однако этот материал может использоваться для производства более ценных продуктов. В этой статье мы представляем протоколы для увеличения использования пшеничных отрубей путем введения последовательных протоколов, позволяющих разделить компоненты отрубей на фракции, богатые крахмалом, липидами, белками и волокнами.

Экстракция крахмала с использованием воды в качестве растворителя была легко применяемой стадией при низкой температуре, которая позволяла отделить нерастворимый крахмал фильтрованием.Эта методология ранее была описана Du et al. (2009). При 30 ° C в течение 30 минут был получен выход более 70% экстрагированного крахмала, что согласуется с выходом экстракции крахмала из грубых отрубей в этом исследовании. Экстракция крахмала путем набухания отрубей в воде при 55 ° C в течение 4 часов в качестве первого шага с последующими стадиями ферментативного гидролиза была описана Merali et al. (2015). Экстракция в этих условиях привела к высокому выходу экстрагированного крахмала (82%). Однако температура 55 ° C может вызвать желатинизацию крахмала во время процесса экстракции, и, как наблюдалось в нашем исследовании, более высокая солюбилизация в водной фазе затрудняла извлечение крахмала.Сообщалось о еще более высоких выходах экстрагированного крахмала (90%) из пшеничных отрубей при использовании комбинации мокрого помола и экстракции 70% этанолом в сочетании с толуолом H 2 O-O. Однако такая комбинация растворителей нежелательна с экологической точки зрения (Xie et al., 2008). Мягкие условия с точки зрения растворителя, температуры и pH позволили отделить крахмал от основной части белков и волокон в отрубях, для чего требовались более высокие pH и температура. Поскольку экстрагированный крахмал был в основном нерастворим в водной фракции, используемой для его разделения, он легко отделялся фильтрованием и мог использоваться для различных применений. Более того, крахмал из пшеничных отрубей, как сообщается, обладает уникальными свойствами (более низкая температура желатинизации и более низкая скорость ретроградации) по сравнению с крахмалом эндосперма пшеницы (Xie et al., 2008), что делает крахмал из пшеничных отрубей интересным для пищевой промышленности.

Экстракция липидов проводилась с использованием экстракции SC-CO 2 , которая является мягкой техникой. Обычно окисление и гидролиз липидов и жиров вызывают нежелательные запахи и привкусы. Это также показывает важность поиска мягкой методологии, чтобы избежать деградации липидной фракции в процессе.Выход липидов, экстрагированных с помощью SC-CO 2 , составлял почти половину липидов, экстрагированных с использованием системы Сокслета, в которой выход экстракции составлял почти 100%. Однако экстракция Сокслета представляет собой лабораторный метод, в котором использование гексана в качестве растворителя считается недостатком (из-за того, что гексан менее полезен для человека и окружающей среды по сравнению с SC-CO 2 ; де Кастро и Аюсо, 2000). В этом исследовании экстракция Сокслета с использованием гексана использовалась в качестве эталонного метода. Одним из предложений может быть использование горячего этанола (96%) вместо гексана в качестве альтернативы для промышленного применения (Gopalasatheekumar, 2018).Масляный экстракт пшеничных отрубей содержит до 60% линолевой кислоты. Линолевая кислота — это полиненасыщенная жирная кислота, которая оказывает положительное действие против ишемической болезни сердца (Farvid et al., 2014), что указывает на потенциал промышленного производства масла из пшеничных отрубей из-за высокого содержания линолевой кислоты. Следовательно, можно выбрать и использовать SC-CO 2 как промышленно совместимый метод.

Экстракция белка была наиболее сложной частью, которая нуждалась в дальнейшей оптимизации, чтобы сделать ее промышленно осуществимой.Модификация и оптимизация методов экстракции белков на основе размера частиц пшеничных отрубей, pH, температуры, отношения образца к растворителю и активации ферментов пшеничных отрубей могут быть способами решения проблемы экстракции нативных белков. Кроме того, стадия удаления крахмала может быть объединена со стадией экстракции белка, поскольку крахмал нерастворим, а белок растворим в воде, и два компонента можно легко отделить друг от друга. Выход экстракции недеградированных белков щелочью в нашем исследовании согласуется с выходом экстракции 37%, полученным Де Брие (De Brier et al., 2015) на отрубях, измельченных на валковой мельнице, с использованием 0,05 М NaOH при 20 ° C, и тенденции согласуются с результатами для отрубей, измельченных в шаровой мельнице, описанными De Brier et al. (2015), где более высокий выход экстракции был получен при использовании более тонко измельченного материала. Самый высокий выход экстрагированных общих белков из тонких (50%) и грубых отрубей (42%) фракционированием по Осборну в этом исследовании был ниже, чем описанный Де Брие и другими (60, 68 и 77% выход экстракции белков из пшеничных отрубей с размер частиц 800, 400 и 175 мкм соответственно).Вероятно, это связано с использованием другого процесса фрезерования. Мелкие отруби в нашем исследовании были приготовлены молотковой дробилкой и представляли собой смесь частиц разного размера <1 мм.

Влияние биопереработки пшеничных отрубей на растворимость белка было описано Arte et al. где активация эндогенных ферментов пшеничных отрубей оценивалась при pH 4,5 и 30 ° C в течение 24 часов с последующей промывкой в ​​течение 1 часа 50 мМ трис-HCl, pH 8,8 (Arte et al., 2015). В этой работе комбинация активации фермента и фракционирования по Осборну привела к увеличению выхода экстракции недеградированных белков по сравнению с использованием только фракционирования по Осборну, но оказалась эффективной только для отрубей с меньшим размером частиц.

Сводная информация о содержании крахмала, общих липидов, белков и клетчатки в тонких и крупных отрубях до и после каждой экстракции приведена в таблице 1. Проблемой технологического каскада было разделение белков и фракций клетчатки, для которых большая часть процедуры экстракции относительно схожи, например, с точки зрения их проведения в растворе щелочи. Однако мы думаем, что это можно регулировать, используя более короткое время и более низкий pH, чтобы способствовать экстракции белка, оставляя клетчатку в виде остающегося нерастворимого продукта.

Таблица 1 . Содержание крахмала, общих липидов, белков и клетчатки в мелких и крупных отрубях до и после экстракции крахмала и белка.

Заключение

В научной литературе описаны различные методы экстракции крахмала, липидов, белков и клетчатки. Однако большинство из них сосредоточено на выборочной изоляции отдельных компонентов. Комбинированный подход немного сложнее, поскольку для получения соответствующего компонента часто используются аналогичные типы методик при декомпозиции оставшихся компонентов.Методологии в нашем исследовании были объединены в предложенный протокол и выполнены как в виде индивидуального фракционирования, так и на основе схемы, предложенной для обеспечения серии фракционирования, позволяющей последовательно извлекать интересующие фракции. Для этой цели важно использовать мягкое неразрушающее извлечение, чтобы позволить извлекать более одного компонента из материала.

Заявление о доступности данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / дополнительные материалы.

Авторские взносы

RS выполнил большую часть экспериментальной работы и написал черновик рукописи. SS проводил эксперименты по экстракции липидов вместе с HA. MG, ML, CT и EN участвовали в обсуждениях и анализе данных вместе с RS, а также участвовали в написании и разработке законченной рукописи.

Финансирование

Эта работа была поддержана исследовательским фондом Lantmännen и финансированием публикации в открытом доступе Лундского университета.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Благодарим Кристиана Мальмберга за ценные обсуждения во время работы над проектом. Благодарим исследовательский фонд Lantmännen за финансовую поддержку.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2019.00413/full#supplementary-material

Список литературы

Apprich, S., Tirpanalan, О., Hell, J., Reisinger, M., Böhmdorfer, S., Siebenhandl-Ehn, S., et al. (2014). Биоперерабатывающий завод на основе пшеничных отрубей 2: повышение стоимости продукции. LWT Food Sci. Технол . 56, 222–231. DOI: 10.1016 / j.lwt.2013.12.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Arte, E., Rizzello, C.G., Verni, M., Nordlund, E., Katina, K., and Coda, R.(2015). Влияние ферментативной и микробной биопроцессинга на модификацию белка и питательные свойства пшеничных отрубей. J. Agric. Еда. Chem . 63, 8685–8693. DOI: 10.1021 / acs.jafc.5b03495

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ассоциация официальных химиков-аналитиков (1995). Официальные методы анализа AOAC International . Вашингтон, округ Колумбия: Ассоциация официальных химиков-аналитиков.

Google Scholar

Бахрами, Н., Йонекура, Л., Линфорт, Р., Карвалью да Силва, М., Хилл, С., Пенсон, С., и др. (2014). Сравнение методов экстракции окружающим растворителем для анализа жирных кислот в некрахмальных липидах муки и крахмала. J. Sci. Продовольственное сельское хозяйство. 94, 415–423. DOI: 10.1002 / jsfa.6449

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кардения В., Сгарци Ф., Мандриоли М., Трибуцио Г., Родригес-Эстрада М. Т. и Тоски Т. Г. (2018). Побочные продукты отрубей твердых сортов пшеницы: масло и фенольные кислоты будут повышены за счет промышленного симбиоза. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 120, 1–13. DOI: 10.1002 / ejlt.201700209

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Челиктас, М. С., Кирш, К., Смирнова, И. (2014). Каскадная переработка пшеничных отрубей методом биопереработки. Energy Convers. Управляйте . 84, 633–639. DOI: 10.1016 / j.enconman.2014.04.039

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Брие, Н., Гоманд, С. В., Целюс, И., Куртин, К. М., Брайс, К., и Делкур, Дж.А. (2015). Экстрагируемость и хроматографическая характеристика белка отрубей пшеницы ( Triticum aestivum L.). J. Food Sci . 80, C967 – C974. DOI: 10.1111 / 1750-3841.12856

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

де Кастро, М. Л., и Аюсо, Л. (2000). «Экологические приложения и экстракция Сокслета», в Энциклопедия науки о разделении , ред. К. Ф. Пул, М. Кук и И. Д. Уилсон (Кембридж: Academic Press), 2701–2715.DOI: 10.1016 / B0-12-226770-2 / 06681-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Du, C., Campbell, G. M., Misailidis, N., Mateos-Salvador, F., Sadhukhan, J., Mustafa, M., et al. (2009). Оценка возможности коммерческого производства арабиноксилана в контексте завода по переработке пшеницы, производящего в основном этанол. Часть 1. Экспериментальные исследования экстракции арабиноксилана из пшеничных отрубей. Chem. Англ. Res. Des . 87, 1232–1238. DOI: 10.1016 / j.cherd.2008.12.027

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эль-Шами, м.С., Эль-Маллах, М. С., Хассанейн, М. М., и Абдель-Разек, А. Г. (2011). Выяснение структуры полинутриентов и жирных кислот масла зародышей пшеницы, экстрагированного н-гексаном и хлороформом / метанолом. J. Appl. Sci. Res . 7, 1840–1846.

Google Scholar

Фарвид, М.С., Динг, М., Пан, А., Сан, К., Чиув, С.Е., Штеффен, Л.М., и др. (2014). Линолевая кислота в пище и риск ишемической болезни сердца: систематический обзор и метаанализ проспективных когортных исследований. Тираж 130, 1568–1578.DOI: 10.1161 / CIRCULATIONAHA.114.010236

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gopalasatheekumar, K. (2018). Значительная роль процесса экстракции Сокслета в фитохимических исследованиях. MJPMS 7, 43–47.

Google Scholar

Хэнкок, В. С. (1984). Справочник по ВЭЖХ для разделения аминокислот, пептидов и белков . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press.

Google Scholar

Ад, Дж., Кнайфель, В., Розенау, Т., и Бёмдорфер, С. (2014). Аналитические методы для выяснения компонентов пшеничных отрубей и их структурных особенностей с упором на пищевые волокна — обзор. Trends Food Sci. Технол . 35, 102–113. DOI: 10.1016 / j.tifs.2013.10.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джавед М. М., Захур С., Шафаат С., Мехмуда И., Гул А., Рашид Х. и др. (2012). Пшеничные отруби как коричневое золото: пищевая ценность и биотехнологические применения. Afr. J. Microbiol. Res . 6, 724–733. DOI: 10.5897 / AJMRX11.035

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джефферсон А. и Адольфус К. (2019). Влияние неповрежденных волокон зерна злаков, включая пшеничные отруби, на состав кишечной микробиоты здоровых взрослых людей: систематический обзор. Фронт. Нутр . 6:33. DOI: 10.3389 / fnut.2019.00033

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джонс, Дж. Б. Младший (1991). Метод Кьельдаля для определения азота .Афины: Micro-Macro Publishing, Inc., 79.

Google Scholar

Юнг, Г. В., Уддин, М. С., Квон, К. Т., и Чун, Б. С. (2010). Сравнение сверхкритической и околокритической экстракции углекислым газом обогащенного каротиноидом масла из пшеничных отрубей. Afr. Дж. Биотехнология . 9, 7702–7709. DOI: 10.4314 / ajb.v9i45

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кримм С. и Бандекар Дж. (1986). Колебательная спектроскопия и конформация пептидов, полипептидов и белков. Adv. Протеин Chem . 38, 181–364. DOI: 10.1016 / S0065-3233 (08) 60528-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лей, Л., Чен, Дж., Лю, Ю., Ван, Л., Чжао, Г., и Чен, З. Ю. (2018). Масло из диетических пшеничных отрубей так же эффективно, как и масло рисовых отрубей, в снижении холестерина в плазме. J. Agric. Еда. Chem . 66, 2765–2774. DOI: 10.1021 / acs.jafc.7b06093

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, Ю., и Нг, П. К. У. (2015). Выделение и характеристика крахмала из пшеничных отрубей и крахмала эндосперма отобранных мягких сортов пшеницы, выращенных в Мичигане, и сравнение их физико-химических свойств. Пищевой Химический . 176, 137–144. DOI: 10.1016 / j.foodchem.2014.12.023

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мерали, З., Коллинз, С. Р., Эллистон, А., Уилсон, Д. Р., Кэспер, А., и Уолдрон, К. В. (2015). Характеристика компонентов клеточной стенки пшеничных отрубей после гидротермальной предварительной обработки и фракционирования. Biotechnol. Биотопливо 8:23. DOI: 10.1186 / s13068-015-0207-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Онипе, О.О., Джидеани, А.И.О., Бесва, Д. (2015). Состав и функциональные возможности пшеничных отрубей и их применение в некоторых зерновых пищевых продуктах. Внутр. J. Food Sci. Технол . 50, 2509–2518. DOI: 10.1111 / ijfs.12935

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Принсен П., Гутьеррес А., Фолдс К. Б. и дель Рио Дж.С. (2014). Комплексное изучение ценных липофильных фитохимических веществ в пшеничных отрубях. J. Agric. Продовольственная химия . 62, 1664–1673. DOI: 10.1021 / jf404772b

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pruckler, M., Siebenhandl-Ehn, S., Apprich, S., Höltinger, S., Haas, C., Schmid, E., et al. (2014). Биоперерабатывающий завод на основе пшеничных отрубей 1: состав пшеничных отрубей и стратегии функционализации. Food Sci. Технол . 56, 211–221. DOI: 10.1016 / j.lwt.2013.12.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Райзингер М., Тирпаналан О., Хубер Ф., Кнайфель В. и Новалин С. (2014). Исследования на заводе по переработке пшеничных отрубей, включающие фракционирование органосольв и ферментативную обработку. Биоресурсы. Технол . 170, 53–61. DOI: 10.1016 / j.biortech.2014.07.068

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Райзингер М., Тирпаналан Э., Прюклер М., Хубер Ф., Кнайфель В. и Новалин С.(2013). Биопереработка пшеничных отрубей — подробное исследование гидротермальной и ферментативной обработки. Биоресурсы. Technol. 144, 179–185. DOI: 10.1016 / j.biortech.2013.06.088

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сен-Дени, Т., и Гупи, Дж. (2004). Оптимизация анализатора азота по методу Дюма. Анал. Чим. Acta 515, 191–198. DOI: 10.1016 / j.aca.2003.10.090

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шахиди, Ф.(2003). Извлечение и измерение общих липидов. Curr. Prot. Еда анальный. Chem . 7, D1.1.1 – D1.1.11. DOI: 10.1002 / 0471142913.fad0101s07

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сукулис, К., Апреа, Э. (2012). Фракционирование зерновых отрубей: технологии восстановления функциональных компонентов и их применение в пищевой промышленности. Недавний Пат. Food Nutr. Agric. 4, 61–77. DOI: 10.2174 / 18761424010061

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Созер, Н., Нордлунд, Э., Эрсили-Кура, Д., и Поутанен, К. (2017). Зерновые побочные продукты как альтернативные источники белка. Cereal Foods World 62, 132–137. DOI: 10.1094 / CFW-62-4-0132

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Свенссон, Дж., И Адлеркрейц, П. (2011). Эффект миграции ацила при переэтерификации, катализируемой Lipozyme TL IM, с использованием модельной системы триацилглицерина. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 113, 1258–1265. DOI: 10.1002 / ejlt.201100097

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Tirpanalan, Ö., Райзингер, М., Хубер, Ф., Кнайфель, В., Новалин, С. (2014). Биопереработка пшеничных отрубей: исследование экстракции глюкозы из крахмала, сопровождаемое этапами до и после обработки. Биоресурсы. Технол . 163, 295–299. DOI: 10.1016 / j.biortech. 2014.04.058

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тернер, К., Перссон, М., Матиассон, Л., Адлеркрейц, П., и Кинг, Дж. У. (2001). Катализируемые липазой реакции в органических и сверхкритических растворителях: применение для определения жирорастворимых витаминов в сухом молоке и детских смесях. Enzyme Microb. Technol. 29, 111–121. DOI: 10.1016 / S0141-0229 (01) 00359-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Веньяминов, С. Ю., Калнин, Н. Н. (1990). Количественная ИК-спектрофотометрия пептидных соединений в водных (H 2 O) растворах. I. Спектральные параметры полос поглощения аминокислотных остатков. Биополимеры 30, 1243–1257. DOI: 10.1002 / bip.360301309

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Се, Х.С., Цуй, С. В., Ли, В., и Цао, Р. (2008). Выделение и характеристика крахмала из пшеничных отрубей. Food Res. Инт . 41, 882–887. DOI: 10.1016 / j.foodres. 2008.07.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ферментативный процесс рисовых отрубей: стабилизированный функциональный продукт питания с нутрицевтиками и питательными веществами

. 2015 декабрь; 52 (12): 8252-9. DOI: 10.1007 / s13197-015-1926-9. Epub 2015 4 июля.

Принадлежности Расширять

Принадлежность

  • 1 Кафедра химии и технологии белков, Центральный научно-исследовательский институт пищевых продуктов CSIR, Майсур, 570020 Индия.
Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Vishwanath S Vallabha et al. J Food Sci Technol. 2015 декабрь

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

.2015 декабрь; 52 (12): 8252-9. DOI: 10.1007 / s13197-015-1926-9. Epub 2015 4 июля.

Принадлежность

  • 1 Кафедра химии и технологии белков, Центральный научно-исследовательский институт пищевых продуктов CSIR, Майсур, 570020 Индия.

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Рисовые отруби (RB), побочный продукт рисовой мукомольной промышленности, являются богатым источником нутрицевтиков и питательных веществ.Однако его полезность ограничена из-за присутствия липазы и липоксигеназы, которые вызывают прогоркание при измельчении. Целью этого исследования является предотвращение окисления свободных жирных кислот с помощью ферментативного подхода для их эффективного использования. Ферментативная обработка включала обработку алкалазой для полной инактивации липазы наряду со снижением активности липоксигеназы (LOX) и эндоглюканазы для улучшения содержания растворимой клетчатки. Обработанные ферментом рисовые отруби сушили в барабане для дальнейшего использования.Молекулы нутрицевтиков, такие как γ-оризанол, α-токоферол и полифенолы, удерживались в диапазоне от 68 до 110%, и общая антиоксидантная активность была улучшена. Под действием эндоглюканазы сложный углевод превращался в глюкозу (72,28%), целлобиозу (18,36%) и целлотриозу (9,36%). Пребиотический эффект обработанных ферментом рисовых отрубей оценивали по действию лактобацилл, которое измеряли по высвобождению короткоцепочечных свободных жирных кислот (SCFA), анализируемых с помощью ВЭЖХ.SCFAs; уксусная кислота и пропионовая кислота увеличились в 1,72 раза и 2,12 раза соответственно. Витамины B-комплекса показали максимальное удерживание с такими витаминами, как B1 (66,3%), B2 (68,3%) и B3 (55,0%) после обработки ферментами. При различных уровнях влажности исследования хранения показали отсутствие изменений активности LOX, а также сохранение убихинола-10 в восстановленном состоянии в обработанном ферментом RB в течение 3 месяцев. Разработан стабилизированный РБ, обогащенный пребиотиками с короткой цепью и молекулами антиоксидантов.

Ключевые слова: Эндоглюканаза; Липаза; Липоксигеназа; Нутрицевтики; Пребиотики; Убихинон 10.

Цифры

Фиг.1

Схематическое изображение убихинона-10 (CoQ…

Рис.1

Схематическое изображение убихинона-10 (CoQ 10 ) во взаимосвязи с липазой и липоксигеназой…

рисунок 1

Схематическое изображение убихинона-10 (CoQ 10 ) во взаимосвязи с липазой и липоксигеназой в рисовых отрубях при хранении

Рис. 2

Схематическое изображение обработки ферментом…

Фиг.2

Схематическое изображение ферментативной обработки рисовых отрубей

Рис. 2

Схематическое изображение ферментативной обработки рисовых отрубей

Рис.3

Профили ВЭЖХ, показывающие деградацию…

Фиг.3

Профили ВЭЖХ, показывающие продукты разложения сложных углеводов, присутствующих в рисовых отрубях. …

Рис. 3

Профили ВЭЖХ, показывающие продукты разложения сложных углеводов, присутствующих в рисовых отрубях.RB, обработанный дополнительным ферментом эндоглюконазой, загружали на аминопропиловую колонку (150 × 4,6 мм), модель Shimadzu LC, используя ацетонитрил: вода (70:30) в качестве подвижной фазы со скоростью потока 1 мл / мин. Обнаружение производилось детектором РИД-10А. Два образца RB были помечены как a Control RB и b RB, обработанный ферментом с дополнительной обработкой эндоглюконазой

.

Рис.4

Профиль ВЭЖХ, показывающий два разных…

Фиг.4

Профиль ВЭЖХ, показывающий две разные формы; восстановленные и окисленные формы убихинона-10, а…

Рис. 4

Профиль ВЭЖХ, показывающий две разные формы; восстановленные и окисленные формы убихинона-10, a убихинол-10 (CoQ 10 H 2 ) и b убихинон-10 (CoQ 10 )

Похожие статьи

  • Инфракрасная стабилизация рисовых отрубей и ее влияние на содержание γ-оризанола, токоферолов и состав жирных кислот.

    Йылмаз Н., Тунчел Н.Б., Коджабийик Х. Йылмаз Н. и др. J Sci Food Agric. 2014 июнь; 94 (8): 1568-76. DOI: 10.1002 / jsfa.6459. Epub 2013 14 ноября. J Sci Food Agric. 2014 г. PMID: 24166149

  • Ферментативная обработка пигментированных и непигментированных рисовых отрубей при изменении оризанола, полифенолов и антиоксидантной активности.

    Прабху А.А., Джаядип А.Прабху А.А. и др. J Food Sci Technol. 2015 Октябрь; 52 (10): 6538-46. DOI: 10.1007 / s13197-015-1761-z. Epub 2015 26 февраля. J Food Sci Technol. 2015 г. PMID: 26396399 Бесплатная статья PMC.

  • Мобилизация запаса липидов и анализ экспрессии генов липазы и липоксигеназы в рисовых отрубях (Oryza sativa var. Pusa Basmati 1) во время прорастания.

    Синха К., Каур Р., Сингх Н., Каур С., Риши В., Бхуния Р.К.Sinha K и др. Фитохимия. 2020 Декабрь; 180: 112538. DOI: 10.1016 / j.phytochem.2020.112538. Epub 2020 20 окт. Фитохимия. 2020. PMID: 330

  • Влияние на питательные свойства рисовых отрубей после различных стабилизационных процедур.

    Лю YQ, Strappe P, Zhou ZK, Blanchard C. Лю YQ и др. Crit Rev Food Sci Nutr. 2019; 59 (15): 2458-2466.DOI: 10.1080 / 10408398.2018.1455638. Epub 2018 24 апр. Crit Rev Food Sci Nutr. 2019. PMID: 29561644 Рассмотрение.

  • Генетические и геномные подходы к быстрому прогорканию рисовых отрубей.

    Боллинди Х., Сингх А. К., Сингх Н., С. Г. К., Боумик П. К., К. К. В, М Н, Р. К. Э. Bollinedi H, et al. Crit Rev Food Sci Nutr. 2021; 61 (1): 75-84. DOI: 10.1080 / 10408398.2020.1718598.Epub 2020 30 янв. Crit Rev Food Sci Nutr. 2021 г. PMID: 31997650 Рассмотрение.

Процитировано

4 статей
  • Побочный продукт рисовых отрубей: от стратегий повышения ценности до перспектив питания.

    Spaggiari M, Dall’Asta C, Galaverna G, Del Castillo Bilbao MD.Spaggiari M, et al. Еда. 2021 4 января; 10 (1): 85. DOI: 10.3390 / foods10010085. Еда. 2021 г. PMID: 33406743 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.

  • Сравнительная оценка характеристик питания, антипитания, функциональности и биоактивности рисовых отрубей, стабилизированных различными термообработками.

    Ираклий М., Лазариду А., Билиадерис К.Г. Ираклий М. и др. Еда.2020 Декабрь 28; 10 (1): 57. DOI: 10.3390 / foods10010057. Еда. 2020. PMID: 33379306 Бесплатная статья PMC.

  • Биоактивные соединения, полученные из рисовых отрубей, модулируют факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета 2 типа: обновленный обзор.

    Саджи Н., Фрэнсис Н., Шварц Л.Дж., Бланшар К.Л., Сантакумар А.Б. Саджи Н. и др. Питательные вещества. 2019 12 ноября; 11 (11): 2736.DOI: 10.3390 / nu11112736. Питательные вещества. 2019. PMID: 31718066 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.

  • Пребиотики: новый подход к лечению гепатоцеллюлярной карциномы.

    Фатима Н., Ахтар Т., Шейх Н. Фатима Н. и др. Может J Гастроэнтерол Гепатол. 2017; 2017: 6238106. DOI: 10.1155 / 2017/6238106. Epub 2017 10 мая. Может J Гастроэнтерол Гепатол. 2017 г. PMID: 28573132 Бесплатная статья PMC.Рассмотрение.

LinkOut — дополнительные ресурсы

  • Полнотекстовые источники

  • Прочие источники литературы

стабилизированный функциональный корм с нутрицевтиками и питательными веществами

J Food Sci Technol. 2015 Dec; 52 (12): 8252–8259.

, , , , и

Вишванат С. Валлабха

Департамент химии и технологии белков, Центральный научно-исследовательский институт пищевых продуктов CSIR, Майсур, 570020 Индия

T.Н. Индира

Отделение химии и технологии белков, CSIR-Центральный научно-исследовательский институт пищевых технологий, Майсур, 570020 Индия

А. Джиоти Лакшми

Отделение химии и технологии белков, Центральный научно-исследовательский институт пищевых технологий CSIR, Майсур, 570020 Индия

К. Радха

Департамент химии и технологии белков, CSIR-Центральный научно-исследовательский институт пищевых технологий, Майсур, 570020 Индия

Пурнима Каул Тику

Департамент химии и технологии белков, CSIR-Центральный научно-исследовательский технологический институт пищевых продуктов, Майсур , 570020 Индия

Департамент химии и технологии белков, CSIR-Центральный научно-исследовательский институт пищевых технологий, Майсур, 570020 Индия

Автор, отвечающий за переписку.

Пересмотрено, 28 мая 2015 г .; Принято, 2015 г. 22 июня.

Авторское право © Ассоциация ученых и технологов в области пищевых продуктов (Индия), 2015 г. Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Рисовые отруби (RB), побочный продукт рисовой мукомольной промышленности, являются богатым источником нутрицевтиков и питательных веществ. Однако его полезность ограничена из-за присутствия липазы и липоксигеназы, которые вызывают прогоркание при измельчении. Целью этого исследования является предотвращение окисления свободных жирных кислот с помощью ферментативного подхода для их эффективного использования.Ферментативная обработка включала обработку алкалазой для полной инактивации липазы наряду со снижением активности липоксигеназы (LOX) и эндоглюканазы для улучшения содержания растворимой клетчатки. Обработанные ферментом рисовые отруби сушили в барабане для дальнейшего использования. Молекулы нутрицевтиков, такие как γ-оризанол, α-токоферол и полифенолы, удерживались в диапазоне от 68 до 110%, и общая антиоксидантная активность была улучшена. Под действием эндоглюканазы сложный углевод превращался в глюкозу (72.28%), целлобиозу (18,36%) и целлотриозу (9,36%). Пребиотический эффект обработанных ферментом рисовых отрубей оценивали по действию лактобацилл, которое измеряли по высвобождению короткоцепочечных свободных жирных кислот (SCFA), анализируемых с помощью ВЭЖХ. SCFAs; уксусная кислота и пропионовая кислота увеличились в 1,72 раза и 2,12 раза соответственно. Витамины B-комплекса показали максимальное удерживание с такими витаминами, как B1 (66,3%), B2 (68,3%) и B3 (55,0%) после обработки ферментом. При различных уровнях влажности исследования хранения показали отсутствие изменений активности LOX, а также сохранение убихинола-10 в восстановленном состоянии в обработанном ферментом RB в течение 3 месяцев.Разработан стабилизированный РБ, обогащенный пребиотиками с короткой цепью и молекулами антиоксидантов.

Ключевые слова: нутрицевтики, липаза, эндоглюканаза, убихинон 10, липоксигеназа, пребиотики

Введение

Рисовые отруби (RB) — это малоиспользуемый побочный продукт помола риса, который имеет твердый внешний слой, состоящий из комбинированного слоя алейрона и околоплодника. Наряду с зародышами он составляет неотъемлемую часть цельного зерна и регулярно производится как побочный продукт помола.Этот побочный продукт используется в нефтеперерабатывающей промышленности для производства масла из рисовых отрубей. Рисовые отруби имеют сладкий вкус, слегка поджаренный ореховый привкус, светлый цвет и умеренно маслянистый (Hu et al. 1996). Текстура варьируется от мелкого порошка до хлопьев в зависимости от метода стабилизации. Рисовые отруби — богатый источник масла, белка, клетчатки и микроэлементов. Белки рисовых отрубей обладают высокой питательной ценностью и гипоаллергенны по своей природе. Эти белки богаты незаменимыми аминокислотами, особенно лизином, поэтому могут использоваться в качестве ингредиента в пищевых рецептурах (Fabian and Ju 2011).

Рисовые отруби также содержат значительное количество нутрицевтиков. Убихинон-10 присутствует в рисовых отрубях и может обеспечивать защитные свойства антиоксидантов. Эпидемиологические и биохимические данные подтверждают идею о том, что убихинол-10 (CoQ 10 H 2 ) является важным клеточным антиоксидантом in vivo, ингибирует перекисное окисление липидов, а также регенерирует другие антиоксиданты, такие как α-токоферол (Sunesen et al. 2001). Присутствие γ -оризанола и растительных стеролов объясняется гипохолестеринемической активностью рисовых отрубей (Sheetharamaiah and Chandrasekhara 1988).Токотриенолы, присутствующие в рисовых отрубях, ингибируют активность HMG-CoA-редуктазы, которая является ферментом, ограничивающим скорость синтеза холестерина (Qureshi et al. 2000).

Сложные углеводы являются субстратами для ферментации, при которой лактобациллы производят SCFAs, в первую очередь ацетат, пропионат и бутират, в качестве конечных продуктов. Вырабатываемые SCFA легко всасываются в толстой кишке. Пропионат в основном используется печенью. Бутират является основным источником энергии для колоноцитов. Ацетат проходит через периферическое кровообращение, которое поглощается периферическими тканями (Wong et al.2006 г.). Некоторые из SCFAs могут снизить риск развития желудочно-кишечных и сердечно-сосудистых заболеваний. В толстой кишке ацетат является основным SCFA, который помогает в увеличении синтеза холестерина, но показано, что пропионат подавляет синтез холестерина. Таким образом, источники, которые могут снизить соотношение ацетат: пропионат, могут снизить уровень липидов в сыворотке и, возможно, снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний (Wong et al. 2006).

В процессе измельчения слои отрубей удаляются из эндосперма, отдельные клетки рисовых отрубей разрываются, и липиды вступают в контакт с высокореактивными липазами.Эти ферменты эндогенно присутствуют в отрубях и инициируют гидролитическое разложение косточкового масла (Ramezanzadeh et al. 1999). Порча, вызванная окислительной прогорклостью, включает реакцию между липидом и молекулярным кислородом, которая ускоряется присутствием синглетного кислорода, свободных радикалов и ферментов с металлической простетической группой, такой как LOX. LOX специфически насыщает кислородом полиненасыщенные жирные кислоты и их системы двойных связей в сложных эфирах и ацилглицеринах (Schewe et al. 1981). СЖК являются субстратами для LOX, которые окисляют их с образованием пероксидов; таким образом, перекисное окисление проявляет прогорклость (Zhang et al.2007). Схематическое изображение показывает образование пероксидов на рис. Эти реакции делают рисовые отруби непригодными для употребления в пищу человеком.

Схематическое изображение убихинона-10 (CoQ 10 ) в отношении липазы и липоксигеназы в рисовых отрубях во время хранения

Целью статьи является разработка стабилизированного RB, который может использоваться в качестве функционального пищевого ингредиента, поскольку он является хорошим источником молекул антиоксидантов, питательных веществ и пищевых волокон. RB является источником пищевых волокон, поэтому будут предприняты попытки обогатить его пребиотиками с короткой цепью.Из-за присутствия разрушающихся ферментов, которые делают его прогорклым, необходимо стабилизировать RB. Чтобы убедиться, что липаза и фермент LOX остаются неактивными в стабилизированных рисовых отрубях, будут проведены исследования срока хранения при различных условиях влажности.

Материалы и методы

Материалы

Рисовые отруби были закуплены на местной рисовой фабрике. Отруби просеивали для удаления посторонних веществ и пропускали через мельницу для получения гомогенного образца. Все использованные растворители — этанол, метанол, петролейный эфир и гексан — были аналитической чистоты (AR) и были закуплены у Rankem fine chemical Pvt.Ltd. (Бангалор, Индия). Степень чистоты для ВЭЖХ для количественного определения убихинона-10 была закуплена у Rankem Fine Chemical Pvt. Ltd. (Бангалор, Индия). Стандарт убихинона-10, пирогаллол и боргидрид натрия были получены от Sigma Aldrich (Бангалор, Индия). Протеаза пищевого качества, алькалаза ( Bacillus lechniformis ) была приобретена у Novozyme (Бангалор, Индия). Неочищенную целлюлазу ( Aspergillus aculeatus ) получали от Novozyme (Бангалор, Индия), которую использовали для выделения эндоглюканазы.Исходный раствор убихинона-10 готовили в гексане, защищали от света алюминиевой фольгой и хранили при 4 ° C. Перед использованием точную концентрацию стандарта определяли на спектрофотометре при 275 нм.

Методология

Ферментативная обработка рисовых отрубей

Рисовые отруби обрабатывали алкалазой (0,013 мкМ / мг / мин) при содержании белка в рисовых отрубях 1% при оптимальных условиях pH (7,5) и температуре (60 ° C) на срок 30 мин. Фермент инактивировали повышением температуры до 80 ° C в течение 10 мин.Позже РБ, обработанный алкалазой, обрабатывали эндоглюканазой (1,4 единиц / мг / мин) в течение 1 часа для гидролиза целлюлозы, присутствующей в рисовых отрубях, на уровне 1% при 55 ° C и pH 5. Эндоглюканазу выделяли из неочищенной целлюлазы из Aspergillus aculeatus. (Novozyme) в соответствии с методом, данным Gajendra et al. (2007). Ферменты инактивировали повышением температуры до 80 ° C в течение 10 мин после оптимального времени инкубации. RB, обработанный ферментом, сушили в барабане и хранили в эксикаторе до дальнейшего использования.Схематическое изображение обработанных ферментом рисовых отрубей показано на рис.

Схематическое изображение ферментативной обработки рисовых отрубей

Анализ липазы

Инактивацию липазы в рисовых отрубях контролировали, следуя модифицированной процедуре, описанной Sudhindra et al. (1991) с использованием триацетина в качестве субстрата в титраторе Mettler Toledo DL12.

Анализ липоксигеназы (LOX)

Инактивацию LOX проводили с использованием линолевой кислоты в качестве субстрата в соответствии с процедурой Schewe et al.(1981).

Профиль RP-HPLC восстановленной и окисленной форм убихинона-10

Убихинон-10 экстрагировали из рисовых отрубей (RB) в смеси петролейного эфира и 95% метанола (соотношение 1: 1) путем перемешивания растворителей. Растворители были разделены; убихинон-10 был экстрагирован у домашних животных. Эфир, который концентрировали в испарителе мгновенного действия (Crane and Barr, 1971). После экстракции известный объем концентрированного образца убихинона-10 разбавляли гексаном до 1:10. Два государства; восстановленные (убихинол) и окисленные (убихинон) формы контролировали с помощью ОФ-ВЭЖХ.Концентрацию убихинона-10 в RB анализировали с использованием стандарта из убихинона-10 (сигма) в качестве внешнего стандарта. Аликвоту образца хроматографировали на колонке C-18 в RP-HPLC (15 см × 4,6 мм, 0,3 мкм; Waters ), защищенный защитной колонкой 1 см, с использованием подвижной фазы этанол: метанол (70:30, соотношение v / v ) при скорости потока 1,0 мл / мин. Элюат контролировали с помощью детектора на фотодиодной матрице (PDA) (Waters) (Molyneux 2006).

Скорость восстановления убихинона-10

Экстракты убихинона-10 восстанавливали в этаноле и восстанавливали с использованием боргидрида натрия (NaBH 2 ), скорость восстановления убихинона-10 контролировали через различные интервалы времени.Анализ был основан на разнице в окисленном и уменьшенном поглощении убихинона при 275 нм в спектрофотометре. Уменьшение абсорбции показывает уменьшение хинона (Crane and Barr 1971). Разницу в оптической плотности использовали для измерения скорости восстановления хинона в обоих образцах.

Анализ растворимой клетчатки в гидролизате RB

Количественное определение конечного продукта методом ВЭЖХ

Количественное определение конечного продукта сложных углеводов ферментативно обработанного RB проводили с помощью ВЭЖХ (Shimadzu LC, Япония) с использованием аминопропиловой колонки (150 × 4.6 мм) с детектором показателя преломления (RID-10A) (Hernandez et al. 1998). Конечные продукты были количественно оценены по соответствующим стандартам. Метод с использованием RID выполнялся при постоянной температуре 28 ° C с использованием изократического элюирования с использованием ацетонитрила: воды (70:30) в качестве подвижной фазы со скоростью потока 1 мл / мин.

Оценка SCFAs, высвобождаемых действием лактобацилл на растворимую клетчатку

Для оценки обогащенной растворимой клетчатки в ферментативно обработанном RB образцы подвергали воздействию штамма лактобацилл, который в основном находится в кишечнике. Lactobacillus plantanum , доступный в центре сбора культур CFTRI, подвергали субкультивированию через равные промежутки времени для экспериментов в бульоне MRS. Осадок клеток отделяли от бульона центрифугированием и растворяли в солевой суспензии. Путем серийного разведения 1,0 мл индивидуальной клеточной суспензии смешивали с 9,0 мл стерилизованного физиологического раствора с последовательными разведениями до конечного разведения 10 -6 . Индивидуальные штаммы с концентрацией клеток 1,0 × 10 7 клеток / мл культивировали в течение 24 ч при 37 ° C в среде бульона MRS с обработанным ферментом RB, источником растворимой клетчатки, а также с контрольным RB, который служил контролем. .После инкубации культуры центрифугировали при 8500 об / мин в течение 15 мин при 4 ° C. Отделенный супернатант пропускали через мембранный фильтр 0,22 мкм для концентрирования образцов (Weber et al. 1994).

Эти отфильтрованные образцы вводили в ОФ-ВЭЖХ для анализа короткоцепочечных жирных кислот (SCFA), продуцируемых молочнокислыми бактериями из-за потребления растворимого волокна. SCFA (ацетат, пропионат) из лиофилизированных образцов контрольного RB и обработанного ферментом RB анализировали на колонке C-18 (150 × 4.6 мм), защищенный защитной колонкой 1 см с использованием ацетонитрила: воды (70:30) в качестве подвижной фазы со скоростью потока 1 мл / мин. Детектирование проводили с помощью детектора КПК (Shimadzu LC, Япония). Количество уксусной кислоты и пропионовой кислоты, высвобожденных под действием LAB на короткоцепочечные пребиотики RB в культуральной жидкости, количественно определяли с помощью соответствующих стандартных кривых.

Анализ растворимых волокон гравиметрическим методом

Растворимые, нерастворимые и общие пищевые волокна определяли гравиметрическим методом (Asp et al.1983 г.).

Анализ параметров питания

RB, обработанный ферментом, оценивали на белок (Кьельдал), жир (Сокслет) в соответствии со стандартными методами AACC (2000). Перевариваемость белка in vitro определяли путем моделирования желудочно-кишечного переваривания с использованием пепсина и панкреатина (Akeson and Stahmann 1964). Содержание γ-оризанола определяли спектрофотометрическим методом (De and Bhattacharya 2000). Витамин E оценивался методом ВЭЖХ с небольшими модификациями (Aguilar-Garcia et al.2007). Витамин B1 (AOAC 1990), витамин B2 (Raghuramulu et al. 2003) и витамин B3 (Tyler and Genzale 1990) оценивались в РБ стандартными методами. Содержание полифенолов измеряли в контрольных и обработанных ферментом рисовых отрубях методом Folin-Ciocalteau (Aguilar-Garcia et al. 2007). Сообщенные значения были средними по трем определениям. Анализ Zn и Fe после влажного сбраживания определяли с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра (Shimadzu Scientific Instrument Inc., США) по методикам AOAC (2006).

Исследования хранения обработанных рисовых отрубей

Образцы RB, обработанные ферментом, были упакованы в полипропиленовые пакеты и поддерживались при различной относительной влажности (RH) в диапазоне от 11, 22, 44, 56 и 64% при 27 ° C. Образцы отбирали с интервалом в 30 дней в течение трех месяцев для определения активности LOX.

Статистический анализ

Представленные данные представляют собой среднее значение трех измерений, среднее значение и стандартное отклонение были рассчитаны в MS Excel.Парный t-критерий применялся для проверки влияния ферментативной обработки на содержание питательных веществ и антиоксидантов в рисовых отрубях, уровень вероятности был установлен на p <0,05.

Результаты и обсуждение

Рисовые отруби являются хорошим источником антиоксидантов, таких как γ-оризанол, убихинол-10, токоферолы, витамины, минералы и пищевые волокна. Здесь рисовые отруби были ферментативно обработаны с использованием протеазы и эндоглюканазы, что привело к улучшенным нутрицевтическим свойствам с максимальным удержанием микроэлементов.Во время шелушения липаза активируется и производит свободные жирные кислоты (СЖК), расщепляя триглицериды и другие жиры (Ramezanzadeh et al. 1999). В нашем исследовании во время ферментативной обработки липаза была полностью инактивирована обработкой алкалазой, наряду со снижением активности LOX в рисовых отрубях на 50%. Для эффективной стабилизации рисовых отрубей используются термические обработки, такие как сухой нагрев, микроволновая печь и автоклавирование, а также испарение этанола. Во время термической обработки токолы, связанные с белками / фосфолипидами, высвобождаются в значительных количествах за счет разрыва связей (Sung-Min et al.2014).

Анализ растворимой клетчатки в гидролизате RB

Обработка ферментом увеличила содержание растворимой клетчатки (определенное гравиметрическим методом) с 4,0 ± 0,2 г / 100 г в контрольных рисовых отрубях до 6,25 ± 0,21 г / 100 г в обработанном ферментом RB, что составляет до 1,5 раза. Под действием эндоглюканазы сложный углевод RB превращался в простые растворимые сахара, такие как глюкоза (72,28%), целлобиоза (18,36%) и целлотриоза (9,36%) в обработанном ферментом RB. Raw RB показал основной пик сложных углеводов (86.66%) и второстепенный пик целлобиозы (12,50%), как показано на профилях ВЭЖХ (рис.). Время удерживания отдельных пиков образца соответствовало их соответствующим стандартам. Повышенное содержание растворимой клетчатки в обработанных ферментами рисовых отрубях подтверждено пребиотической активностью. Это демонстрируется высвобождением короткоцепочечных жирных кислот Lactobacillus plantanum , культивированным с обработанными ферментом рисовыми отрубями, обогащенными короткоцепочечными пребиотиками, что привело к увеличению содержания пропионовой кислоты (2.В 12 раз) и уксусной кислоты (1,72 раза) по сравнению с контролем (таблица).

Профили ВЭЖХ, показывающие продукты разложения сложных углеводов, присутствующих в рисовых отрубях. RB, обработанный дополнительным ферментом эндоглюконазой, загружали на аминопропиловую колонку (150 × 4,6 мм), модель Shimadzu LC, используя ацетонитрил: вода (70:30) в качестве подвижной фазы со скоростью потока 1 мл / мин. Обнаружение производилось детектором РИД-10А. Два образца RB были помечены как a Control RB и b обработанный ферментом RB с дополнительной обработкой эндоглюконазой

Таблица 1

Определение короткоцепочечных жирных кислот, высвобождаемых Lactobacillus plantanum , выращенными на пищевых волокнах RB с короткими цепями. пребиотики

930 9095 930-мент-карбоцикл целлюлозы случайным образом, что приводит к быстрому уменьшению длины цепи (Wood and McCrae, 1979). Разложение олигосахаридов ферментативной обработкой сделает рисовые отруби доступными для потребления человеком.По данным Славина и соавт. (2009), пищевые волокна в растворимой форме помогают предотвратить ингибирование всасывания микронутриентов, вызванное общими пищевыми волокнами, и стабилизируют уровень глюкозы и липидов в крови. Стабилизация с помощью микроволнового нагрева и обычного обжаривания показала снижение содержания растворимой клетчатки на 50 и 93% соответственно (Faria et al. 2012). Ацетат действует как топливо для скелетных и сердечных мышц, почек и мозга. Пропионат — единственный SCFA, который может быть основным источником глюкозы после метаболизма, используется для производства энергии и может играть роль в снижении холестерина (Slavin et al.2009 г.).

Антиоксидантная активность в рисовых отрубях

Молекулы антиоксидантов, такие как α-токоферол, полифенол, γ-оризанол, убихинон-10, сохранялись в диапазоне от 68 до 110% с общей антиоксидантной активностью, улучшенной до 102% (таблица). Они способствовали общей антиоксидантной активности. Обработанные ферментом экстракты RB показали более высокую антиоксидантную активность по сравнению с контролем. α-токоферол удерживался до 67,7%, тогда как содержание полифенола и γ-оризанола увеличивалось с 382 до 408 мг ГАЭ / 100 г и 200-220 мг / 100 г, соответственно.Молекулы антиоксидантов, такие как токолы, активны in vivo, борясь с перекисным окислением липидов в биологических мембранах. Полифенолы (604–684 мкмоль галловой кислоты экв / 100 г сухого веса) в различных сортах риса (Carlos et al. 2007). Было обнаружено, что увеличение содержания полифенолов и общей антиоксидантной активности является очень значительным. Сообщалось, что в различных сортах риса содержание гамма-оризанола в рисовых отрубях находится в диапазоне 155–272 мг / 100 г сухого веса (Carlos et al. 2007). Также поддерживалось восстановленное состояние убихинона, который в противном случае был бы окислен (CoQ 10 H 2 до CoQ 10 ) из-за перекисного окисления свободных жирных кислот (FFA), приводящего к образованию свободных радикалов (James et al. .2005). Нутрицевтики, содержащиеся в рисовых отрубях, могут предотвратить ряд хронических заболеваний. Их полное использование может привести к созданию продуктов с добавленной стоимостью, способствующих укреплению здоровья, которые обладают свойствами снижения холестерина, полезными для сердечно-сосудистой системы и противоопухолевой активностью (Nagendra Prasad et al. 2011).

Таблица 2

Определение питательных и нутрицевтических молекул в обработанных ферментом рисовых отрубях

Образцы Короткоцепочечные жирные кислоты Концентрация (мкг / мкл)
Контроль RB Уксусная кислота 12.67 ± 0,05
Пропионовая кислота 0,62 ± 0,01
Обработанная ферментом RB Уксусная кислота 21,88 ± 0,1
Пропионовая кислота
Пропионовая кислота 9095-люминесцентная кислота
Параметры питания Контроль (на 100 г) Обработка ферментом (на 100 г) Удержание (%) p значение
Макроэлементы Жир (г) 21.2 ± 1,0 21,2 ± 2,0 100,0 p = 0,500
Белок (г) 15,0 ± 1,0 15,0 ± 1,0 100,0 p = 0,500
Пищевые волокна (г) 27,0 ± 1,0 24,5 ± 1,0 91,0 p = 0,054
Биологически активные добавки Витамин E (мг) 15,5 ± 1,5 10,0 ± 1,0 67.7 p = 0,003
γ-Оризанол (мг) 200 ± 2,0 220 ± 2,0 110,0 p = 0,0001
Убихинон-10 (мг) 42,0 ± 4,0 44,0 ± 2,0 100,0 p = 0,240
Содержание полифенолов (мг GAE) 382 ± 1,0 408 ± 1,6 107,0 p = 0,0009
Общая антиоксидантная активность (мкмоль / г α-токоферола) 163 ± 1.1 166,3 ± 0,6 102,0 p = 0,0051
Витамины Витамин B1 (мг) 5,16 ± 0,3 3,42 ± 0,7 66,3 p = 0,0001
Витамин B2 (мг) 1,71 ± 0,3 1,17 ± 0,4 68,4 p = 0,023
Витамин B3 (мг) 42,13 ± 1,1 23,17 ± 0,6 55.0 p = 0,0005
Микроэлементы Fe (мг) 12,6 ± 0,35 11,05 ± 0,55 87,7 p = 0,005
Zn (мг) 4,87 ± 0,31 4,14 ± 0,38 85,0 p = 0,032

Определение двух форм убихинона-10 и скорости его восстановления

Профиль ВЭЖХ отображает две формы убихинона-10, восстановленную (CoQ 10 H 2 ) и окисленную. (CoQ 10 ), показанный на рис.. Кинетические исследования показывают, что скорость восстановления убихинона-10 в контрольной RB составляла 0,079 мкМ -1 мин -1 , тогда как в случае RB, обработанного ферментом, она составляла 0,0591 мкМ -1 мин -1 . Это подтверждает, что обработанный ферментом RB обладает более высокой эффективностью по улавливанию свободных радикалов по сравнению с контрольным RB, как показано через область под пиком A (восстановленная форма) на фиг. Убихинол-10 в рисовых отрубях — важная нутрицевтическая молекула, регенерирующая антиоксиданты, а также предотвращающая окисление свободных жирных кислот.CoQ 10 и CoQ 9 были определены в более чем 70 образцах с использованием метода ВЭЖХ (Kamei et al. 1986).

Профиль ВЭЖХ, показывающий две разные формы; восстановленные и окисленные формы убихинона-10, a убихинол-10 (CoQ 10 H 2 ) и b убихинон-10 (CoQ 10 )

Параметры питания

Ферментативно стабилизированные рисовые отруби имеют 15% белка и 21% жира. Усвояемость белка в контрольных рисовых отрубях in vitro составила 62.6 ± 1,87%, что увеличилось до 86,4 ± 2,6% при обработке ферментами, тем самым улучшив усвояемость белка in vitro в 1,37 раза. Комплекс витаминов B показал максимальное удержание при 66,3% витамина B1 по сравнению с 68,4% витамина B2 и 55% витамина B3 при лечении ферментами. Микроэлементы, железо и цинк, оставались в диапазоне от 85 до 88% при обработке ферментами. Общее количество пищевых волокон было сохранено до 90%. (Стол ). Об аналогичном составе сообщалось для белка в диапазоне от 11,53 до 14,58% и жира 13.3–19,85% у разных сортов RB (Amissah et al. 2003). Степень потерь максимальна в витамине B3. Витамин B1 составляет <0,1 мг / 100 г, витамин B2 - 24,1 мг / 100 г (Parrado et al. 2006). Обработка ферментами сделала его приятным на вкус, а также позволило сохранить максимальное количество питательных веществ. Сообщалось, что пищевые волокна приносят многочисленные преимущества для здоровья, такие как уменьшение сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваний, снижение уровня холестерина в крови, а также предотвращение рака толстой кишки (Burton-Freeman 2000).

Влияние влажности на RB, обработанные ферментом, во время хранения

Образцы RB, обработанные ферментом, хранящиеся при различных условиях влажности (11, 22, 44, 56 и 64%), не демонстрируют значительного изменения активности LOX, как показано в таблице. Когда эти образцы хранили в течение 3 месяцев, не было значительных различий в активности LOX при разных уровнях влажности. Активность LOX сохраняется до тех пор, пока для LOX доступны FFA, которая со временем снижается во время хранения обработанного ферментом RB (Ramezanzadeh et al.1999). Обжарка и экструзионная варка показали значительное снижение количества свободных жирных кислот и пероксидного числа из-за инактивации липаз и липоксигеназ, что позволило стабилизировать рисовые отруби на 180 дней (Ahmad Mujahid et al. 2005). Нагревание в присутствии влаги намного эффективнее для постоянной денатурирования липаз (Ramezanzadeh et al. 2000).

Таблица 3

Сравнение активности LOX в обработанных ферментом рисовых отрубях при двух различных уровнях влажности

9
Образцы Влажность Активность LOX (Ед / мин / г)
Контрольные рисовые отруби <10% 0.178 ± 0,020
Обработанные ферментами рисовые отруби <10% 0,110 ± 0,002
11% 0,080 ± 0,002
22% 0,088 ± 0,002 0,120 ± 0,002
56% 0,104 ± 0,002
64% 0,104 ± 0,002

Заключение

Наши результаты показывают, что ферментативный процесс сохранил питательные вещества рисовые отруби, которые можно использовать в качестве функционального пищевого ингредиента.Кроме того, обработка ферментами показала значительное увеличение пребиотической активности за счет высвобождения SCFA, таких как ацетат и пропионат. Убихинол-10 удерживался в обработанном ферментом RB путем инактивации активности липазы и липоксигеназы (LOX), это помогло сохранить восстановленную форму убихинола. Рисовые отруби не так широко используются в качестве пищевой / лечебной добавки, существует большой потенциал для использования обработанных рисовых отрубей в пищевых продуктах в качестве добавки для повышения их питательной ценности и пользы для здоровья.

Благодарности

Авторы выражают благодарность директору CSIR-CFTRI за предоставленные помещения для проведения работ. Мы благодарим Комиссию по планированию, Нью-Дели, Индия, за финансовую поддержку.

Конфликт интересов

Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов. Авторы несут ответственность за содержание и написание статьи.

Каталожные номера

  • AACC. Утвержденные методы Американской ассоциации химиков злаков, США.Сент-Пол: Американская ассоциация химиков злаков; 2000. [Google Scholar]
  • Akeson WR, Stahmann MA. Индекс переваривания пепсина и панкреатина для оценки качества белка. J Nutr. 1964; 83: 257–261. [PubMed] [Google Scholar]
  • Amissah JGN, Ellis WO, Oduro I, Manful JT (2003) Питательный состав отрубей из новых сортов риса, изучаемых в Гане. Food Control 14: 21–24
  • AOAC. Официальные методы анализа. Арлингтон: Ассоциация химиков-аналитиков; 1990. [PubMed] [Google Scholar]
  • AOAC.Официальные методы анализа. Арлингтон: Ассоциация химиков-аналитиков; 2006. [Google Scholar]
  • Asp NG, Johansson CG, Hallmer H, Siljestrom M. Быстрый ферментативный анализ нерастворимых и растворимых пищевых волокон. J. Agric Food Chem. 1983; 31 (3): 476–482. DOI: 10.1021 / jf00117a003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Burton-Freeman B (2000) Пищевые волокна и регулирование энергии. J Nutr 130: 272S – 275S [PubMed]
  • Aguilar-Garcia C, Gravino G, Baragaño-Mosqueda M, Hevia P, Gavino VC (2007) Корреляция токоферола, токотриенола, гамма-оризанола и общего содержания полифенолов в рисовых отрубях с различные анализы антиоксидантной способности.Food Chem 102: 1228–1232
  • Crane FL, Barr R (1971) Определение убихинонов. В: Дональд Б.М., Лемюэль Д.В. (ред.), Method Enzymol, Часть C, Academic Press, 18: 137–165
  • De BK, Bhattacharya DK. Обнаружение масла рисовых отрубей в других пищевых маслах с помощью спектрофотометрического анализа оризанола. J Oil Technol Assoc India. 2000; 32: 10–11. [Google Scholar]
  • Fabian C, Ju YH (2011) Обзор белка рисовых отрубей: его свойства и методы экстракции. Crit Rev Food Sci Nutr 51: 816–827 [PubMed]
  • Faria SASC, Bassinello PZ, Penteado MVC (2012) Пищевая ценность рисовых отрубей, подвергшихся различным процедурам стабилизации.Braz J Pharm Sci 48: 651–657
  • Гаджендра С.Н., Пурнима К., Пракаш В. Очистка и характеристика новой эндоглюканазы из Aspergillus aculeatus. J. Agric Food Chem. 2007; 55: 7566–7572. DOI: 10.1021 / jf070710p. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Hernandez JL, González-Castro MJ, Alba IN, de la Cruz García C. Высокопроизводительное жидкостное хроматографическое определение моно- и олигосахаридов в овощах с испарительным обнаружением рассеяния света и рефракцией обнаружение индекса.J Chromatogr Sci. 1998. 36 (6): 293–298. DOI: 10.1093 / chromsci / 36.6.293. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Hu W, Wells JH, Shin T-S, Godber JS (1996) Сравнение изопропанола и гексана для экстракции витамина E и оризанолов из стабилизированных рисовых отрубей. J Am Oil Chem Soc 73 (12): 1653–1656
  • Джеймс А.М., Кохем Х.М., Смит Р.А., Мерфи М.П. Метаболизм и биоэнергетика: взаимодействия убихинонов, нацеленных на митохондрии, и нецелевых убихинонов с митохондриальной дыхательной цепью и активными формами кислорода: значение для использования экзогенных убихинонов в качестве методов лечения и экспериментальных инструментов.J Biol Chem. 2005. 280 (22): 21295–21312. DOI: 10.1074 / jbc.M501527200. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Камей М., Фудзита Т., Канбе Т., Сасаки К., Осиба К., Отани С., Мацуиюаса И., Морисава С. Распределение и содержание убихинона в пищевых продуктах. Int J Vitam Nutr Res. 1986; 56: 57–63. [PubMed] [Google Scholar]
  • Molyneux SL (2006) Разработка тестов на кофермент Q10 и витамин K и их применение в клинических испытаниях. Неопубликованная диссертация, Университет Кентербери, Новая Зеландия
  • Муджахид А., Икрам У. Х., Мусаддик А., Абрар Х. Г..Влияние различных технологий обработки и разных уровней антиоксидантов на стабильность рисовых отрубей при хранении. J Sci Food Agric. 2005; 85: 847–852. DOI: 10.1002 / jsfa.2026. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Нагендра Прасад М.Н., Санджай К.Р., Шравья Хатокар М., Висмая М.Н., Нанджунда Свами С. Польза рисовых отрубей для здоровья — обзор. J Nutr Food Sci. 2011; 1: 108. DOI: 10.4172 / 2155-9600.1000108. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Parrado J, Miramontes E, Jover M, Gutierrez JF, de Teran LC, Bautista J (2006) Приготовление ферментативного экстракта рисовых отрубей с потенциальным использованием в качестве функциональной пищи.Food Chem 98 (4): 742–748
  • Qureshi AA, Mo H, Packer L, Peterson DM. Выделение и идентификация новых токотриенолов из рисовых отрубей с гипохолестеринемическими, антиоксидантными и противоопухолевыми свойствами. J. Agric Food Chem. 2000; 48: 3130–3140. DOI: 10.1021 / jf000099t. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Raghuramulu N, Nair MK, Kalyanasundaram S. Руководство по лабораторным методам. Хайдарабад: Национальный институт питания, ICMR; 2003. [Google Scholar]
  • Рамезанзаде FM, Рао Р.М., Виндхаузер М., Принявиваткул В., Маршалл В.Е.Предотвращение окислительной прогорклости рисовых отрубей во время хранения. J. Agric Food Chem. 1999. 47 (8): 2997–3000. DOI: 10.1021 / jf981168v. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ramezanzadeh FM, Rao RM, Witoon P, Marshall WE, Windhauser M (2000) Влияние нагрева в микроволновой печи, упаковки и температуры хранения на жирные кислоты и приблизительный состав рисовых отрубей. J Agric Food Chem 48: 464–467 [PubMed]
  • Schewe T., Wiesner R, Rapoport SM (1981) Липоксигеназа из ретикулоцитов кролика. В: Джон М.Л.Методы Энзимол. Academic Press, 71: 430–441 [PubMed]
  • Sheetharamaiah GS, Chandrasekhara N. Гипохолестеринемическая активность оризанола у крыс. Nutr Rep Int. 1988; 38: 927–935. [Google Scholar]
  • Славин Дж. Л., Саварино В., Апаредес-Диас Фотопулос Г. Обзор роли растворимой клетчатки для здоровья с особым упором на декстрин пшеницы. J Int Med Res. 2009; 37: 1–17. DOI: 10.1177 / 147323000

    0101. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

  • Судхиндра Р.К., Раджендран С., Раджешвара А.Н., Пракаш В.Структурная стабильность липазы из зародышей пшеницы в щелочном pH 1. J. Protein Chem. 1991; 10 (3): 291–299. DOI: 10.1007 / BF01025628. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Sunesen VH, Weber C, Holmer G. Липофильные антиоксиданты и полиненасыщенные жирные кислоты в классах липопротеинов: распределение и взаимодействие. Eur J Clin Nutr. 2001. 55 (2): 115–123. DOI: 10.1038 / sj.ejcn.1601127. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Сунг-Мин К., Хюн-Юнг С., Сунг-Тайк Л. Влияние различных термических обработок на прогорклость и некоторые биологически активные соединения рисовых отрубей.J Cereal Sci. 2014; 60: 243–248. DOI: 10.1016 / j.jcs.2014.04.001. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Тайлер Т.А., Гензале А. Определение общего содержания ниацина в говядине, манной крупе и твороге методом жидкостной хроматографии. J Assoc Off Anal Chem. 1990. 73 (3): 467–469. [PubMed] [Google Scholar]
  • Вебер С., Сейерсгард Дж. Т., Мортенсен С.А., Полсен Г., Холм Г. Антиоксидантный эффект диетического кофермента Q10 в плазме крови человека. Int J Vitam Nutr Res. 1994. 64 (4): 311–315. [PubMed] [Google Scholar]
  • Wong JM, de Souza R, Kendall CW, Emam A, Jenkins DJ.Здоровье толстой кишки: ферментация и жирные кислоты с короткой цепью. J Clin Gastroenterol. 2006. 40 (3): 235–243. DOI: 10.1097 / 00004836-200603000-00015. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Wood TM, McCrae SI. Синергизм между ферментами, участвующими в солюбилизации природной целлюлозы. Adv Chem Ser. 1979; 181: 181–209. DOI: 10.1021 / ba-1979-0181.ch010. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Чжан И, Ю З, Лу И, Ван И, Ше Д., Сонг М., Ву Я. Влияние отсутствия изоферментов липоксигеназы на характеристики хранения зерен риса.J Stored Prod Res. 2007. 43 (1): 87–91. DOI: 10.1016 / j.jspr.2005.11.004. [CrossRef] [Google Scholar]

Комплексная переработка рисовых отрубей как многокомпонентного ресурса

  • 1.

    Кардоен, Д., Джоши, П., Дилс, Л., Сарма, П.М., Пант, Д.: Сельское хозяйство биомасса в Индии: часть 1. оценка и характеристика. Ресурс. Консерв. Recycl. 102 , 39–48 (2015)

    Статья Google ученый

  • 2.

    Кардоен, Д., Джоши, П., Дилс, Л., Сарма, П.М., Пант, Д.: Сельскохозяйственная биомасса в Индии: часть 2. Послеуборочные потери, стоимость и воздействие на окружающую среду. Ресурс. Консерв. Recycl. 101 , 143–153 (2015)

    Статья Google ученый

  • 3.

    FAOSTAT: Производство товаров в выбранной стране в 1993–2013 гг. http://faostat3.fao.org/browse/Q/QC/E (2013). По состоянию на 31 октября 2015 г.

  • 4.

    Sereewatthanawut, I., Prapintip, S., Вочираруджи, К., Гото, М., Сасаки, М., Шотипрук, А .: Экстракция белка и аминокислот из обезжиренных рисовых отрубей путем субкритического водного гидролиза. Биоресурсы. Technol. 99 (3), 555–561 (2008)

    Статья Google ученый

  • 5.

    Watchararuji, K., Goto, M., Sasaki, M., Shotipruk, A .: Субкритический водный гидролизат с добавленной стоимостью из рисовых отрубей и соевого шрота. Биоресурсы. Technol. 99 (14), 6207–6213 (2008)

    Артикул Google ученый

  • 6.

    Rafe, A., Mousavi, S.S., Shahidi, S.-A .: Динамическое реологическое поведение белка рисовых отрубей (RBP): влияние концентрации и температуры. J. Cereal Sci. 60 (3), 514–519 (2014)

    Артикул Google ученый

  • 7.

    Пракаш, Дж., Рамасвами, Х.С.: Белки рисовых отрубей: свойства и использование в пищевых продуктах. Крит. Rev. Food Sci. Nutr. 36 (6), 537–552 (1996)

    Артикул Google ученый

  • 8.

    Фабиан, К., Аючитра, А., Исмаджи, С., Джу, Й.-Х .: Выделение и характеристика крахмала из обезжиренных рисовых отрубей. J Taiwan Inst. Chem. Англ. 42 (1), 86–91 (2011)

    Статья Google ученый

  • 9.

    Фабиан, К., Джу, Й.-Х .: Обзор белка рисовых отрубей: его свойства и методы экстракции. Крит. Rev. Food Sci. Nutr. 51 (9), 816–827 (2011)

    Статья Google ученый

  • 10.

    Чжан, Х.Дж., Чжан, Х., Ван, Л., Го, X.N .: Получение и функциональные свойства белков рисовых отрубей из термостабилизированных обезжиренных рисовых отрубей. Food Res. Int. 47 (2), 359–363 (2012)

    Статья Google ученый

  • 11.

    Ватанабэ, М., Маеда, И., Кояма, М., Накамура, К., Сасано, К.: одновременное извлечение и очистка рисового белка и соединений фосфора из полножирных и обезжиренных рисовых отрубей с Процесс без органических растворителей.J. Biosci. Bioeng. 119 (2), 206–211 (2015)

    Статья Google ученый

  • 12.

    Абдул-Хамид А., Луан Ю.С.: Функциональные свойства пищевых волокон, полученных из обезжиренных рисовых отрубей. Food Chem. 68 (1), 15–19 (2000)

    Артикул Google ученый

  • 13.

    Hu, G., Yu, W: Влияние гемицеллюлозы из рисовых отрубей на химические и функциональные свойства фрикаделек с низким содержанием жира.Food Chem. 186 , 239–243 (2014)

    Артикул Google ученый

  • 14.

    Нанди, И., Гош, М .: Исследования функциональных и антиоксидантных свойств пищевых волокон, извлеченных из обезжиренной шелухи кунжута, рисовых отрубей и льняного семени. Биоакт. Углеводы. Пищевые волокна 5 (2), 129–136 (2015)

    Статья Google ученый

  • 15.

    Поурали О., Асгари Ф.С., Йошида, Х .: Производство фенольных соединений из биомассы рисовых отрубей в субкритических условиях воды. Chem. Англ. J. 160 (1), 259–266 (2010)

    Статья Google ученый

  • 16.

    Chiou, T.-Y., Neoh, T.L., Kobayashi, T., Adachi, S .: Антиоксидантная способность обезжиренного экстракта рисовых отрубей, полученного путем субкритической водной экстракции в масле и водных дисперсионных системах. Jpn. J. Food Eng. 12 , 147–154 (2011)

    Google ученый

  • 17.

    Шариф, М.К., Батт, М.С., Анджум, Ф.М., Хан, С.Х .: Рисовые отруби: новый функциональный ингредиент. Крит. Rev. Food Sci. Nutr. 54 (6), 807–816 (2014)

    Статья Google ученый

  • 18.

    Гао, М.-Т., Канеко, М., Хирата, М., Торисака, Э., Хано, Т.: Использование рисовых отрубей в качестве источника питательных веществ для ферментативного производства молочной кислоты. Биоресурсы. Technol. 99 (9), 3659–3664 (2008)

    Статья Google ученый

  • 19.

    Райзингер, М., Тирпаналан, О., Пруклер, М., Хубер, Ф., Кнайфель, В., Новалин, С.: Биопереработка пшеничных отрубей — подробное исследование гидротермальной и ферментативной обработки. Биоресурсы. Technol. 144 , 179–185 (2013)

    Артикул Google ученый

  • 20.

    Тирпаналан, О., Райзингер, М., Хубер, Ф., Кнайфель, В., Новалин, С.: Биопереработка пшеничных отрубей: исследование экстракции глюкозы из крахмала в сопровождении пре- и пост- этапы лечения.Биоресурсы. Technol. 163 , 295–299 (2014)

    Статья Google ученый

  • 21.

    Менон, В., Рао, М .: Тенденции биоконверсии лигноцеллюлозы: биотопливо, платформенные химикаты и концепция биоперерабатывающего завода. Прог. Energ. Гореть. 38 (4), 522–550 (2012)

    Артикул Google ученый

  • 22.

    Руис, Х.А., Родригес-Хассо, Р.М., Фернандес, Б.Д., Висенте, А.А., Тейшейра, Дж. А .: Гидротермальная обработка, как альтернатива для повышения качества сельскохозяйственных остатков и морской биомассы в соответствии с концепцией биопереработки: обзор. Обновить Sust. Energ. Ред. 21 , 35–51 (2013)

    Артикул Google ученый

  • 23.

    Мариотти, Ф., Томе, Д., Миранд, П.П .: Преобразование азота в белок — сверх 6,25 и факторов Джонса. Крит. Rev. Food Sci. Nutr. 48 (2), 177–184 (2008)

    Статья Google ученый

  • 24.

    AOAC: Официальные методы анализа. Ассоциация официальных химиков-аналитиков, Вашингтон, (2010)

    Google ученый

  • 25.

    Hanmoungjai, P., Pyle, D.L., Niranjan, K .: Ферментативная водная экстракция масла и белка из рисовых отрубей. J. Chem. Technol. Biotechnol. 77 (7), 771–776 (2002)

    Статья Google ученый

  • 26.

    Capuano, E., Фольяно, В .: Акриламид и 5-гидроксиметилфурфурол (HMF): обзор метаболизма, токсичности, встречаемости в продуктах питания и стратегий смягчения последствий. LWT-Food Sci. Technol. 44 (4), 793–810 (2011)

    Статья Google ученый

  • 27.

    Адамс, Т.Б., Доул, Дж., Гудман, Дж. И., Манро, И.К., Ньюберн, П., Портогезе, П.С., Смит, Р.Л., Вагнер, Б.М., Вейл, К.С., Вудс, Лос-Анджелес: FEMA Оценка GRAS фурфурола, используемого в качестве ароматизатора.Food Chem. Toxicol. 35 (8), 739–751 (1997)

    Артикул Google ученый

  • 28.

    Давила, Дж. А., Эрнандес, В., Кастро, Э., Кардона, К. А.: Экономическая и экологическая оценка производства сиропа. Колумбийский случай. Биоресурсы. Technol. 161 , 84–90 (2014)

    Статья Google ученый

    • Преодоление проблем переработки нефти с помощью стабилизированных рисовых отрубей

    Рис является важным источником пищи почти для половины населения мира.В то время как обработка зерна для производства съедобного коричневого, белого или полированного риса обычно несложна, обработка отрубей — или внешнего слоя коричневого риса, где хранится большая часть жира и питательных веществ, — для извлечения из него ценного жира. менее прямолинейно.

    Размер и структура частиц рисовых отрубей создают проблемы, которые затрудняют извлечение с помощью традиционных методов обработки. Вместо этого необходимо предпринять определенные шаги для стабилизации отрубей перед переработкой, чтобы обеспечить высокий выход и высокое качество нефтепродукта.

    Путем выявления и устранения основных проблем переработки отрубей, обсуждаемых ниже, вот как операторы могут извлечь выгоду из реальной коммерческой ценности масла из рисовых отрубей.

    Проблемы при переработке масла из рисовых отрубей

    Проблемы, связанные с переработкой рисовых отрубей, делают практически невозможным получение масла хорошего качества с использованием стандартных методов. Поскольку качество масла напрямую зависит от методов обработки, совершенно необходимо понимать проблемы, связанные с приготовлением масла из рисовых отрубей.

    Традиционные мельницы физически шлифуют или полируют внешнюю поверхность очищенного коричневого риса, чтобы отделить отруби и зародыши от зерен белого риса. Этот процесс генерирует тепло от трения, которое активирует липолитический фермент в рисовых отрубях. Этот фермент расщепляет липиды на свободные жирные кислоты, быстро портя масло в отрубях и заставляя его прогоркнуть.

    Всего за два-три дня это ухудшение может испортить до 10% масла, сконцентрированного в рисовых отрубях.Через три месяца необработанные ферменты могут разрушить до 70% масла. Вот почему для мукомолов крайне важно либо немедленно извлечь отруби, либо найти способ быстро остановить ферментативное действие, создав стабилизированные рисовые отруби.

    Еще одна серьезная проблема обработки отрубного масла — это тонкая физическая природа отрубей, которая создает проблемы на нескольких этапах и методах экстракции растворителем. Например:

    • Во время просачивания эти мелкие частицы имеют тенденцию течь и связываться внутри корзин экстрактора.
    • При экстракции методом полного погружения мелкие отруби могут серьезно ограничить производительность переработки и снизить эффективность работы предприятия.
    • Мисцелла, которая образуется, когда растворитель, такой как гексан, связывается с маслом во время экстракции, чрезвычайно трудно прояснить — требуется несколько промывок для удаления растворителя из готового продукта.

    Эти проблемы вынуждают многих операторов эксплуатировать свои заводы с пониженной производительностью и не позволяют другим вообще перерабатывать рисовые отруби.

    Стабилизированные растворы рисовых отрубей

    Для решения этих производственных проблем компания Anderson International разработала запатентованный процесс стабилизации рисовых отрубей с использованием экспандера Solvex ™. Solvex деактивирует липолитические ферменты в рисовых отрубях, чтобы предотвратить разрушение сразу после полировки, при этом мелкие частицы отрубей уплотняются в пористые кластеры, что устраняет проблемы с экстракцией растворителем в будущем.

    Рассмотрим подробнее, как работает процесс Anderson Solvex:

    1. Сначала Solvex Expander готовит рисовые отруби в аппарате высокого давления, который поддерживает постоянную повышенную температуру.
    2. Вместо того, чтобы генерировать тепло за счет трения, Solvex добавляет воду и пар для повышения уровня влажности отрубей, что делает передачу тепла более эффективной. Контролируемое нагревание разрушает липолитические ферменты в рисовых отрубях, не разрушая ценный жир.
    3. Во время варки частицы отрубей желатинизируются в жидкую пасту, которая связывает частицы вместе и формирует из отрубей прессованные гранулы.
    4. Когда влажные гранулы отрубей покидают расширитель, внезапное падение давления приводит к быстрому испарению воды с образованием плотных, но пористых цанг, которые хорошо подходят для экстракции растворителем.
    5. Дополнительное время сушки предотвращает дальнейшее разрушение из-за повышенного уровня влажности вспученных рисовых отрубей, одновременно отверждая частицы для подготовки к экстракции растворителем.

    В конце этого процесса высушенные вспученные отруби могут быть экстрагированы на заводе или отправлены на установку для экстракции растворителем. Поскольку этот процесс разрушает липолитические ферменты, чтобы создать стабилизированные рисовые отруби, материал можно хранить в течение нескольких месяцев или более, не опасаясь разложения жиров и прогоркания.Для операторов, которые не могут извлечь рисовое масло сразу после помола, этот процесс расширения может значительно увеличить потенциальную прибыль от рисовых отрубей.

    Также прочтите : Как расширитель увеличивает извлечение нефти при экстракции растворителем

    Преимущества

    Используя расширитель, такой как Anderson Solvex, для стабилизации рисовых отрубей во время обработки, операторы могут получить несколько ключевых преимуществ для улучшения экстракции растворителем. Эти преимущества включают:

    • Повышенная эффективность. Поскольку тепло, выделяемое паром, более эффективно, чем трение, детандер работает более эффективно. Поскольку Solvex сжимает отрубной материал, он позволяет увеличить емкость экстрактора до 50%, что означает снижение эксплуатационных расходов.
    • Сниженное воздействие растворителей. Пористые цанги, образованные расширителем, позволяют растворителю течь быстрее во время экстракции, чтобы быстрее растворить жир. Это снижает количество необходимого растворителя, избавляя переработчиков от дорогостоящих затрат.
    • Повышенная урожайность. В результате процесса расширения рисовые отруби заметно увеличиваются в размере с уменьшением количества мелких частиц, которые могут вызвать проблемы во время экстракции. Это увеличивает выход рисового масла, оставляя менее 1% остаточного масла.

    Благодаря уплотнению мельчайших проблемных частиц и деактивации ферментов, затрудняющих обработку рисовых отрубей, экспандер Anderson Solvex Expander делает экстракцию стабилизированным маслом рисовых отрубей растворителем более практичным и экономичным.Обладая производительностью от 200 до 3000 метрических тонн в день, Solvex дает операторам возможность превращать рисовые отруби из ранее сложного продукта в прибыльный источник масла.

    Готовы максимально увеличить прибыль от рисовых отрубей? Свяжитесь с Anderson сегодня, чтобы узнать больше о Solvex Expander.

    Обработка рисовых отрубей с добавленной стоимостью …

    Рисовые отруби (RB) — это недостаточно используемый побочный продукт рисовой промышленности. RB богат нерастворимой диетической клетчаткой (IDF), но беден растворимой диетической клетчаткой (SDF).Недавно было доказано, что SDF, полученный из RB, обладает превосходной антиоксидантной и пребиотической активностью, которая приносит пользу для здоровья человека (пищеварительная, сердечно-сосудистая, нервная и т. Д.). Более того, SDF может улучшать сенсорные и физико-химические свойства (текстуру, цвет, однородность, способность связывать воду, гидратацию и т. Д.) Пищевых продуктов, обогащенных SDF. Следовательно, преобразование RB-IDF в RB-SDF будет заключаться в использовании этого доступного побочного продукта для увеличения стоимости промышленности по переработке рисовых отрубей в качестве обычного функционального пищевого ингредиента.Целью этого исследования было максимальное увеличение содержания растворимого пентозана (основного компонента SDF) в RB путем изучения влияния физических (экструзия) и ферментативных (ксиланаза) технологий индивидуальным и комбинированным способами на промытые водой рисовые отруби и их растворимые композиции. . Процедура водной промывки была необходима для удаления водорастворимых веществ в качестве стратегии увеличения доли общей пищевой клетчатки (IDF + SDF), которая может быть преобразована в SDF после обработки. Несмотря на то, что при промывке водой природный SDF был потрачен впустую вместе с крахмалом и другими растворимыми веществами, приготовление образца таким способом было практичным из-за значительного последующего увеличения IDF.Последовательно комбинированный процесс экструзии и обработки ферментами по сравнению с отдельными и одновременно комбинированными обработками значительно увеличил общую растворимость и содержание растворимого пентозана в конечном продукте RB. Содержание растворимого в теплой воде пентозана в обработанном RB составляло 6,5% при последовательном комбинированном процессе, 4% либо при параллельном комбинированном процессе, либо при одной экструзии, либо при обработке одной ксиланазой. Растворимый в горячей воде пентозан обработанного RB достигал более высокого уровня 10,5% в результате последовательного комбинированного процесса, 4.8% только экструзией и 6,5% только обработкой ксиланазой. Достигнута максимальная общая растворимость в горячей воде 25%, из которых 10,5% приходился на пентозан, когда промытые водой рисовые отруби обрабатывали экструзией и ферментом последовательно, что представляет собой примерно четырехкратное увеличение по сравнению с необработанным RB. В целом, мытье рисовых отрубей водой оказалось эффективным методом удаления компонентов, не связанных с пищевыми волокнами. Это исследование, вероятно, будет первым опубликованным примером рисовых отрубей, демонстрирующим альтернативу традиционным ферментативным методам (например,грамм. амилаза, протеаза, липаза), чтобы гидролизовать соединения непищевой клетчатки для дальнейшей обработки волокна.

    Биоактивных фитохимических веществ в рисовых отрубях: обработка и функциональные свойства.

    Оригинальная статья
    , Объем: 10 (3)

    Эсмаил Атае Салехи 1 и Марьям Сардародиян 2 *

    1 Департамент пищевых наук и технологий, филиал Кучан, Исламский университет Азад, Кучан, Иран

    2 Филиал Quchan, Исламский университет Azad, Quchan, Иран

    * Для переписки:
    Марьям Сардародиян, Клуб молодых исследователей и элиты, филиал Кучан, Исламский университет Азад, Кучан, Иран, Электронная почта: [электронная почта защищена]

    Образец цитирования: Эсмаил Атайе Салехи (2016) Биоактивные фитохимические вещества в рисовых отрубях: обработка и функциональные свойства, Biochem Ind J.2016; 10 (3): 101.

    Абстрактные

    Рисовые отруби являются побочным продуктом рисовой мукомольной промышленности и составляют около 10% от общего веса риса-сырца. Он в основном состоит из алейрона, околоплодника, субалеуронового слоя и зародыша. Рисовые отруби являются богатым источником витаминов, минералов, незаменимых жирных кислот, пищевых волокон и других стеринов. Количественное определение γ-оризанола в рисовых отрубях может быть выполнено многими методами, которые включают экстракцию масла рисовых отрубей из отрубей с последующим анализом количества γ-оризанола в масле рисовых отрубей с помощью ВЭЖХ.Чтобы определить количество γ-оризанола в масле рисовых отрубей, очень важно полностью извлечь эту фракцию из масла. Для анализа γ-оризанола в масле из рисовых отрубей использовались различные методы экстракции, такие как жидкостно-жидкостная экстракция, твердофазная экстракция, сверхкритическая жидкостная экстракция (SFE) и прямая экстракция растворителем. Существует широко распространенное научное согласие относительно различных преимуществ для здоровья, связанных с потреблением пищевых волокон. Отношение потребителей к здоровой пище является многообещающим, и количество функциональных продуктов питания на мировых рынках растет; рисовые отруби находят все большее применение в пищевой, нутрицевтической и фармацевтической промышленности.В дополнение к физиологическим преимуществам, обеспечиваемым продуктами с высоким содержанием клетчатки, исследования показали, что компоненты клетчатки могут придавать текстуру, желирующие, загущающие, эмульгирующие и стабилизирующие свойства некоторым продуктам питания. Учитывая важность рисовых отрубей, в этом обзоре основное внимание уделяется функциональным возможностям рисовых отрубей, их пользе для здоровья и потенциальному применению в пищевой промышленности.

    Ключевые слова

    Отруби рисовые; Стабилизация; Функциональное питание; Польза для здоровья

    Введение

    Рисовые отруби — побочный продукт, получаемый при измельчении рисового зерна, который содержит 12-15% белка [1].Белок рисовых отрубей является хорошим источником хорошо сбалансированных аминокислот, биоактивных фитохимических веществ, таких как γ-оризанол, токоферолы, токотриенолы, содержащие [2] и гипоаллергенный белок, который желателен в рецептурах детского питания [3]. Рисовые отруби являются обильным побочным продуктом производства риса, который может использоваться в качестве привлекательного недорогого сырья для производства биоэтанола [4,5]. Сообщалось, что чистые рисовые отруби, которые были предварительно обработаны разбавленной кислотой ферментом осахаривания, являются эффективным субстратом для производства этанола биопленкой Zymomonas mobilis. Биопленка Z. mobilis проиллюстрировала свой потенциал для производства этанола из гидролизата рисовых отрубей, чем из свободных клеток, представив более высокую выживаемость, более высокий уровень метаболизма и более высокий выход этанола при воздействии токсичных ингибиторов [6]. Таким образом, использование биопленки в качестве биокатализатора представляет возможность производства этанола из лигноцеллюлозного материала, что может привести к снижению эксплуатационных расходов на биоэтанол и минимизации сложности процесса.

    Белок рисовых отрубей имеет огромную пользу для здоровья и хороший потенциал в пищевой промышленности [7]. Концентрат и изолят белка рисовых отрубей коммерчески не производятся из-за отсутствия коммерчески осуществимого метода экстракции [7]. Fabian et al. сообщили, что для экстракции белка из рисовых отрубей использовались несколько методов обработки (физическая, тепловая, ферментативная и химическая). Авторы также сообщили, что использование ферментов и субкритической обработки воды показало многообещающий выход белка среди всех доступных методов предварительной обработки, но относительно высокая стоимость фермента и качество протеина, экстрагированного при относительно высоких температурах для субкритической обработки воды, составляют ограничения для использования. методов из-за снижения функциональности белков [7].Ши обнаружил, что обработка рисовых отрубей химическими, ферментативными и тепловыми методами перед экстракцией белка может повлиять, часто отрицательно, на функциональность белка [8]. Рисовые отруби в основном сжигают на рисовых мельницах и очень мало используют в кормах. Понимая функциональные свойства пищевых волокон, можно расширить их использование в пищевых продуктах и ​​помочь в разработке пищевых продуктов, пользующихся большим спросом у потребителей. Мы систематически изучали химический состав и функциональные свойства пищевых волокон из рисовых отрубей [9].Сообщалось, что гемицеллюлоза В рисовых отрубей (RBHB) ​​обладает многими биологическими активностями, включая снижение холестерина в крови и предотвращение рака толстой кишки [10]. В этом обзоре описываются функции и преимущества рисовых отрубей для здоровья. Также обсуждается добавление рисовых отрубей в различные продукты.

    Промышленная переработка рисовых отрубей с целью получения фракций, богатых фитохимическими веществами

    γ-Оризанол является важным побочным продуктом переработки рисовых отрубей.Поэтому были проведены исследования по улучшению извлечения γ-оризанола и других фитохимических веществ с целью получения фракций, обогащенных определенным соединением или группой соединений. В рамках этой задачи особое внимание уделялось измельчению коричневого риса и экстракции и рафинированию масла из рисовых отрубей физическими или химическими методами. Относительно новые процедуры включают использование SC-CO 2 , субкритической воды и ферментов [11].

    Влияние фрезерования

    Рисовые отруби традиционно обрабатывались как однородный материал; однако было показано, что ценные компоненты в слое рисовых отрубей различаются в зависимости от толщины ядра, фракции отрубей, сорта риса и условий окружающей среды в течение вегетационного периода [12].Таким образом, современная технология измельчения риса позволяет получать рисовые отруби из разных слоев зерен зерновки. Фитохимический состав каждой из этих фракций может широко варьироваться, причем концентрация γ-оризанола выше во внешних слоях отрубей [13].

    Фракционирование рисовых отрубей выгодно по двум причинам: (1) некоторые фракции содержат более высокие концентрации представляющих интерес компонентов по сравнению с общим средним слоем отрубей, и (2) меньше отрубей необходимо обрабатывать для получения представляющих интерес компонентов [12] .Согласно Ha et al., Содержание липидов, токолов, γ-оризанола, сквалена и октакозанола как в коричневом, так и в измельченном рисе снижалось по мере увеличения степени измельчения; однако профиль фитостеринов остался прежним, наиболее распространенным был β-ситостерин (50-56% от общего количества фитостеринов). Молотый и коричневый рис также показали различия в относительном содержании α-токоферола и α- и γ-токотриенолов [14].

    Химическая и физическая очистка масла из рисовых отрубей

    γ-Оризанол и большинство других фитохимических веществ в значительной степени липофильны и поэтому экстрагируются маслом из рисовых отрубей; однако, в отличие от токолов, γ-оризанол переносится в соапсток на стадии нейтрализации химического рафинирования RBO [15].Были предложены альтернативы традиционной химической очистке, включая физическую очистку и использование мембранной технологии [16]. Зигонеану и др. Исследовали экстракцию рисовых отрубей с помощью микроволнового излучения изопропанолом и н-гексаном при повышении температуры. Увеличение tocols с температурой от 40 до 120 ° C составило 59,6% для изопропанола и 342% для н-гексана; однако изопропанол лучше, чем нгексан, для экстракции γ-токоферола и γ-токотриенола, что также привело к более высокому выходу масла при высоких температурах.Кроме того, фракции, экстрагированные изопропанолом при 120 ° C, обладали наибольшей антиоксидантной активностью [17]. Ван Хоед и др. изучили влияние каждого отдельного этапа химической очистки RBO на его основные и второстепенные компоненты. Большие потери γ-оризанола и изменение индивидуального состава фитостеринов были вызваны либо подщелачиванием, либо нейтрализацией. После отбеливания были обнаружены некоторые изомеры 24-метиленциклоартанола. Из-за их относительно высокой летучести свободные фитостерины и токотриенолы удалялись из RBO во время дезодорации и, таким образом, концентрировались в дистилляте дезодоратора, но концентрация RBO γ-оризанола не изменялась при дезодорации [18].

    Экстракция сверхкритическим CO 2

    Благодаря низкой вязкости и высокой диффузии жидкостей SC, могут быть разработаны высокоэффективные процедуры экстракции. Кроме того, с экологической точки зрения SC-CO 2 намного лучше органических растворителей. Xu et al. Сравнили жидкие органические растворители с SC-CO 2 относительно эффективности экстракции липидов и γ-оризанола из рисовых отрубей. Среди испытанных растворителей смесь н-гексан / изопропанол 50:50 при 60 ° C в течение 45-60 мин давала самый высокий выход γ-оризанола.Без предварительного омыления выход γ-оризанола был примерно в два раза выше, чем при омылении. Однако при использовании SC-CO 2 выход γ-оризанола был примерно в четыре раза выше, чем самый высокий выход, полученный при экстракции жидкими органическими растворителями [19].

    Добыча субкритической водой

    При температурах и давлениях, близких к критической точке (374 ° C, 22 МПа), вода ведет себя как высокогидрофобный растворитель, что позволяет извлекать липофильные вещества из твердых и полутвердых матриц.После охлаждения и сброса давления можно получить липофильную и гидрофобную фракции. Могут быть достигнуты высокие извлечения при времени экстракции, намного более коротком, чем при использовании SC-CO 2 . Однако сегодня субкритическая водная экстракция для обработки рисовых отрубей практически не исследована, и, насколько нам известно, масштабные процессы, представляющие промышленный интерес, еще не описаны. Hata et al. Также обрабатывали обезжиренные рисовые отруби водой в субкритическом состоянии при температуре 180–280 ° C. Общая концентрация сахара была максимальной для экстрактов при 200 ° C.Концентрация белка и активность по улавливанию радикалов увеличивались при повышении температуры. Экстракты, полученные при температуре ниже 200 ° C, проявляли эмульгирующую и стабилизирующую эмульсию активность [20].

    Ферментативные методы обработки

    Использование ферментов при переработке рисовых отрубей, включая ферменты, специально модифицированные с помощью генной инженерии, сегодня все еще является новой и относительно неизученной технологией. Возможные области применения — разработка улучшенных пищевых продуктов и новых продуктов, представляющих фармацевтический интерес.Разработана технология обработки для селективной полировки риса с помощью ксиланаз и целлюлаз [2,22]. Ферменты, производимые компанией Aspergillus sp. И Trichoderma sp. воздействовали на некрахмальные полисахариды слоев отрубей увлажненного коричневого риса, высвобождая их мономерные сахарные составляющие, как определено с помощью ВЭЖХ. Деградацию поверхности рисового зерна также изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии [22]. Избирательная деградация слоев отрубей способствует удержанию фитохимических веществ.Антиоксидантная активность определялась следующим образом: коричневый рис> рис, обработанный ферментами> молотый рис. По сравнению с рисом, измельченным механическим способом, био-шлифованный рис имел лучшие кулинарные свойства и более высокую концентрацию антиоксидантов [21].

    Стабилизация рисовых отрубей

    Хотя рисовые отруби являются отличным источником питательных веществ, они не подходят для употребления в пищу из-за прогорклости, вызванной присутствием липаз. При удалении слоев отрубей из эн-досперма во время измельчения отдельные клетки разрушаются, и ферменты липазы вступают в контакт с жиром, вызывая гидролиз до свободных жирных кислот (FFA) и глицерина [23].Кроме того, различные антипитательные факторы, присутствующие в рисовых отрубях, ограничивают их использование в качестве пищевого ингредиента. Факторы включают ингибиторы трипсина, гемагглютинин-лектин и фитаты [24]. Однако стабилизация, процесс инактивации ферментов, широко используется для продления срока хранения рисовых отрубей, что позволяет снова включить рисовые отруби в наш рацион. Исследования показали, что все нежелательные факторы, кроме фитатов, присутствующие в отрубях, имеют белковую природу, поэтому обработка слабой кислотой и щелочью, а также термическая обработка могут денатурировать эти белки [25].Для стабилизации рисовых отрубей используются различные методы (, таблица 1, ).

    Техника стабилизации Условия
    Сушка горячим воздухом 100 ° C в течение 1 часа
    Варка на пару 100 ° C в течение 30 мин
    Холодильное оборудование 2 ° С
    Сушка на солнце 47 ° C (максимум) 7 ч в сутки в течение 2 дней
    Сушка в псевдоожиженном слое 84 ° C в течение 1 ч
    Химическая стабилизация Распыление Раствор HCl 1000 ppm
    СВЧ-нагрев 2450 МГц в течение 2 мин
    Инфракрасный 700 Вт в течение 30 мин
    Омический нагрев влажность 20-40%; Градиенты напряжения 44-72 В / см

    Таблица 1: Различные методы стабилизации рисовых отрубей [26].

    Польза рисовых отрубей для здоровья

    Натуральные продукты, полученные из растений, используются в качестве основного источника профилактических средств для профилактики и лечения заболеваний людей и животных [27]. Считается, что нутрицевтики, включая фитохимические, предлагают одни из самых больших возможностей для улучшения здоровья человека [28]. Фитохимические вещества диетического и недиетического происхождения были в центре внимания исследователей в недавнем прошлом из-за их способности противодействовать различным заболеваниям.Рисовые отруби содержат фитохимические вещества с многообещающей пользой для здоровья [29]. Некоторые из важных биоактивных компонентов, представленных в рисовых отрубях, представлены в Таблица 2 . Масло рисовых отрубей, богатое природными антиоксидантами, может сыграть роль в снижении риска хронических заболеваний [30].

    Антоцианы и флавоноиды Полимерные углеводы Фенольная и коричная кислоты Стероидные соединения
    Мономеры, диммеры и полимеры антоцианов Арабиноксиланы Кофейная кислота Ацетилированные глюкозиды стейрла
    Апигенин Глюканы Кумаровая кислота Циклоартенолферулат
    Цианирование глюкозида Гемицеллюлоза Катехины Campesterolferulate
    Цианидинрутинозид – Феруловая кислота Ферулат 24-метиленциклоартенола
    Эпикатехины – Галловая кислота гамма-оризанол
    Эриодтиол – Кислота гидроксибензойная β-ситостеролферулат
    Хермнетины – Метоксикоричная кислота Токоферолы
    Гесперетин – Синаповая кислота токотриенол
    Изогамнетины – Сиринговая кислота –
    Лютеолин – Кислота ванильная –
    Пеонидлюкозид – – –
    Трицин – – –

    Таблица 2: Биоактивные соединения, присутствующие в рисовых отрубях [31].

    Исследованы возможные механизмы гипохолестеринемического действия масла из рисовых отрубей и его влияние на формирование аортальной жировой полосы (ранний атеросклероз). Для этого эксперимента 30 хомяков кормили в течение 8 недель рационом на основе корма с добавлением 0,03-0,05% холестерина и 5-10% (вес / вес) физически очищенного масла из рисовых отрубей. Прием добавок значительно снизил уровень общего холестерина в плазме и холестерина ЛПНП. Сообщалось о значительном 30% увеличении экскреции нейтральных стеролов.Результаты показали, что снижение уровня липидов связано с ослабленным всасыванием холестерина, а уменьшение образования жирных полос у этого масла может быть связано с его нетриацилглицериновыми компонентами [32]. Было исследовано действие оризанола (феруловая кислота из рисового масла) на хомяков, которых кормили пищей с высоким содержанием холестерина. После 10 недель диеты концентрации общего холестерина и ЛПНП в плазме были значительно ниже, а концентрации ЛПВП в плазме повышены.

    Был сделан вывод, что диеты с оризанолом и маслом из рисовых отрубей имеют значительно меньшее накопление в аорте холестерилового эфира по сравнению с контрольной диетой [33].Сложный эфир холестерила представляет собой сложный эфир с высокой гидрофобностью, который играет роль в развитии атеросклероза. Жидкая фаза этого эфира составляет доминирующий компонент атеросклеротической бляшки и приводит к атеротромбозу [34]. Оценивали влияние гамма-оризанола на липидный обмен у крыс линии Вистар с диабетом 2 типа. 15% пальмовое масло с добавлением 5,25 г γ-оризанола заметно обращало вспять повышение уровня холестерина ЛПНП, триацилглицерина в плазме и триацилглицерина в печени [35]. Было изучено влияние замены кулинарного масла смесью 80% масла рисовых отрубей и 20% сафлорового масла на уровни концентрации ЛПНП.В конце 3-месячного периода потребления у 82% пациентов из группы, получавшей добавки, уровень ЛПНП был ниже, чем в контрольной группе [36]. Эффект α-токоферола, α-токотриенола или богатой γ-токотриенолом фракции на in vivo тромбоз тромбоцитов и ex vivo агрегация тромбоцитов сравнивали на модели собаки. Результаты показали, что токотриенолы, вводимые внутривенно, потенциально могут предотвратить патологическое образование тромбоцитов и, таким образом, обеспечить терапевтический эффект для субъектов, уязвимых к инсульту и инфаркту миокарда [37].Было проведено рандомизированное исследование, чтобы выявить влияние спреда, содержащего фитостерин, изготовленного из масла рисовых отрубей, на уровень холестерина. Анализ образцов крови показал, что масло рисовых отрубей значительно снижает общий холестерин. Сообщалось, что потребление 20 г пастообразного масла из рисовых отрубей в качестве ингредиента обычной диеты эффективно для снижения уровня холестерина в сыворотке [38]. Было исследовано влияние потребления масла рисовых отрубей на липиды плазмы и инсулинорезистентность у пациентов с диабетом 2 типа.В группе, потреблявшей 250 мл обогащенного молока с 18 г масла из рисовых отрубей ежедневно в течение 5 недель, концентрации общего холестерина в сыворотке и холестерина ЛПНП значительно снизились [39].

    Механизм гипохолестеринемической активности γ-оризанола был изучен в ходе исследования in vitro . 20-кратный молярный избыток γ-оризанола значительно снижал апикальное поглощение холестерина клетками Caco-2 кишечника человека. Кроме того, γ-оризанол ингибировал активность редуктазы 3-гидрокси-3-метилглутарил-кофермента A (HMG-CoA).HMF-CoA редуктаза — это фермент, контролирующий скорость мевалонатного пути, ответственный за синтез холестерина и изопреноидов. Статины, вводимые для снижения уровня холестерина, нацелены на этот фермент; в этом отношении очень перспективным представляется гамма-оризанол [40]. Было исследовано влияние рисовых отрубей и фитиновой кислоты на липидный обмен и антиоксидантный статус у мышей с высоким содержанием жира. Добавление обоих компонентов в рацион в течение 7 недель противодействовало гиперлипидемии и окислительному стрессу, вызванной высоким содержанием жиров, за счет увеличения экскреции липидов в фекалиях и регуляции активности антиоксидантных и липогенных ферментов [41].

    Было проведено рандомизированное клиническое испытание для определения влияния масла из рисовых отрубей (30 г / день) при низкокалорийной диете на липидный профиль пациентов с гиперлипидемией. Метаболические параметры, такие как триацилглицерин сыворотки, общий холестерин, ЛПНП и ЛПВП, измерялись до и после вмешательства. В конце четвертой недели общий холестерин, ЛПНП и атерогенное соотношение общего холестерина / ЛПВП значительно снизились в группе, получавшей масло из рисовых отрубей. Результаты подтверждают, что масло рисовых отрубей при употреблении в составе здорового питания эффективно в борьбе с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний [42].Фракции пептидов были выделены из рисовых отрубей и охарактеризованы на предмет возможного ингибирующего действия против ожирения. Гидролиз и обработка желудочно-кишечного сока с последующим фракционированием привели к пентапептиду с эффектом против ожирения [43].

    Были оценены антиоксидантные свойства экстрактов антоцианов и токолов из черных рисовых отрубей. В эмульсионной системе, содержащей холестерин, антоцианин оказался лучше в стабилизации холестерина, тогда как токол показал лучшее ингибирование окисления жирных кислот [44].Было исследовано влияние аналогов витамина Е, особенно γ-токотриенола на отложение триглицеридов в печени в гепатоцитах крыс, и установлена ​​его ингибирующая роль. Было высказано предположение, что токотриенол может предотвратить стеатоз печени и уменьшить стресс эндоплазматического ретикулума и последующее воспаление в печени [45]. Было оценено, способна ли диета с добавлением ферментативного экстракта рисовых отрубей ослабить микрососудистые изменения у тучных крыс. Введение экстракта (1% и 5%) в течение 20 недель восстановило функцию микрососудов у крыс с ожирением за счет заметного увеличения вклада оксида азота и эндотелиального гиперполяризующего фактора за счет повышения регуляции eNOS и экспрессии калиевых каналов, активируемых кальцием, соответственно.Кроме того, модуляция вызвала существенное уменьшение воспаления микрососудов и образования супероксид-анионов [46].

    Добавка рисовых отрубей для выработки функционального питания

    Рисовые отруби давно используются в кормах для домашнего скота. Использование рисовых отрубей в кормах для кур относится к началу 1900-х годов. Это указывает на то, что ранее рисовые отруби, полученные во время шлифовки, в основном использовались в качестве корма для животных, но приобретают все большее значение в коммерческом плане из-за полезных питательных и биологических эффектов.Был проведен ряд исследований для оценки рисовых отрубей как функционального ингредиента в различных пищевых продуктах для улучшения качества питания. Рисовые отруби содержат большое количество пищевых волокон и ввиду их терапевтического потенциала, их добавление может способствовать разработке продуктов с добавленной стоимостью или функциональных продуктов питания, которые в настоящее время пользуются большим спросом [47]. Гемицеллюлозы рисовых отрубей и препараты из обезжиренных рисовых отрубей имеют большой потенциал в пищевой промышленности, особенно при разработке функциональных пищевых продуктов, таких как функциональные хлебобулочные изделия [9].Обогащение хлебобулочных изделий рисовыми отрубями и его эффекты суммированы в Табл. 3 .

    Обогащенный продукт Цель добавления Вывод Список литературы
    Хлеб без глютена с фракциями пищевых волокон Повышение качества Приемлемое структурное и текстурное качество Повышена сенсорная приемлемость и увеличен срок хранения [48]
    Печенье с рисовыми отрубями Влияние на качество приготовления Средняя ширина, толщина и коэффициент растекания увеличиваются с увеличением количества рисовых отрубей.Добавка термостабилизированных рисовых отрубей в количестве 10% подходит для производства печенья с добавлением рисовых отрубей [24]
    Макаронные изделия Влияние обогащения на цвет, приготовление, вкусовые качества и срок хранения обогащенных макаронных изделий Макаронные изделия с добавлением отрубей имели более высокое содержание пищевых волокон и белка. Уровень рисовых отрубей до 15% не влиял на физико-химические, кулинарные и сенсорные качества макаронных изделий. [49]

    Таблица 3: Обогащение хлебобулочных изделий рисовыми отрубями [47].

    Заключение

    Рисовые отруби — хороший источник белков, минералов, жирных кислот, клетчатки и жирных кислот. Учитывая важность рисовых отрубей, они могут служить важным сырьем для разработки нутрицевтиков и функциональных пищевых продуктов, включая хлеб, кукурузные хлопья, мороженое, макаронные изделия, лапшу и жир с нулевым содержанием транс-жиров. Из-за многочисленных преимуществ для здоровья, связанных с потреблением рисовых отрубей, рекомендуется проводить подробные исследования in vivo для создания надежной базы данных.Кроме того, на данный момент не проводился сравнительный анализ срока хранения, достигаемого стабилизацией с помощью различных методов, что является интересной областью исследований. Это может помочь спрогнозировать наилучшую процедуру стабилизации, чтобы увеличить добавление рисовых отрубей в различные пищевые системы.

    Список литературы

    1. Zhang HJ, Zhang, H, Wang L, et al. Получение и функциональные свойства белков рисовых отрубей из термостабилизированных обезжиренных рисовых отрубей. Food Research International.2012; 47: 359-63.
    2. Рорер К.А., Зибенморген Т.Дж. Концентрации нутрицевтиков в отрубях различной толщины зерен риса. J. Biosystems Engineering. 2004; 88: 453-60.
    3. Xia N, Wang J, Yang X и др. Приготовление и характеристика белка из термостабилизированных рисовых отрубей с использованием гидротермальной варки в сочетании с предварительной обработкой амилазой. Журнал пищевой инженерии. 2012; 110: 95-101.
    4. Окамото К., Нитта Ю., Маекава Н. и др. Прямое производство этанола из крахмала, пшеничных отрубей и рисовой соломы грибом белой гнили Trameteshirsuta.Enzyme Microb Technol. 2011; 48: 273-77.
    5. Ватанабе М., Такахаши М., Сасано К. и др. Производство биоэтанола из рисового дренажа и рисовых отрубей. J BiosciBioeng. 2009; 108: 524-26.
    6. Todhanakasem T, Sangsutthiseree A, Areerat K, et al. Производство биопленки Zymomonasmobilis увеличивает выработку этанола и повышает устойчивость к токсичным ингибиторам из гидролизата рисовых отрубей. New Biotechnol. 2014; 31: 451.
    7. Fabian C, Ju YH. Обзор протеина рисовых отрубей: его свойства и методы экстракции.CritRev Food SciNutr.2011; 51: 816-27.
    8. Shih FF (2003) Обновленная информация о переработке продуктов из риса с высоким содержанием белка. Нарунг 47: 420-24.
    9. Hu GH, Huang SH, Cao SW, Ma ZZ (2009) Влияние обогащения гемицеллюлозой из рисовых отрубей на химические и функциональные свойства хлеба. Пищевая химия 115: 839-42.
    10. Hu G, Yu W. Связывание холестерина и желчной кислоты с гемицеллюлозами из рисовых отрубей. Int J Food SciNutr. 2013; 64: 461-66.
    11. Lerma-García MJ, Herrero-Martínez JM, Simó-Alfonso EF, et al.Состав, промышленная переработка и применение рисовых отрубей? Оризанол. 2009; 115: 389-404.
    12. Schramm R, Abadie A, Hua N, Xu Z, Lima M (2007) Фракционирование слоя рисовых отрубей и количественное определение витамина E, оризанола, белка и сахарида рисовых отрубей. J Biol Eng. 1: 9.
    13. Ллойд Б.Дж., Зибенморген Т.Дж., пиво KW. Влияние коммерческой обработки на антиоксиданты в рисовых отрубях. Зерновая химия 2000; 77: 551-55.
    14. Ha T, Ko Y, Lee SN, Kim SM, et al.Изменения нутрицевтических липидных компонентов риса при разной степени помола. Европейский журнал липидной науки и технологий. 2006; 108: 175-81.
    15. Нараян А.В., Бархате Р.С., Рагхаварао КСМС. Экстракция и очистка оризанола из соапстока RBO и RBO. Журнал Американского общества химиков-нефтяников. 2006; 83: 663-70.
    16. Манджула С., Субраманиан Р. Обогащение оризанола в масле из рисовых отрубей с использованием мембран. ApplBiochemBiotechnol. 2008; 151: 629-37.
    17. Zigoneanu IG, Williams L, Xu Z, et al.Определение антиоксидантных компонентов в масле рисовых отрубей, экстрагированном микроволновым методом. Биоресур Технол. 2008; 99: 4910-18.
    18. Van Hoed V, Depaemelaere G, Ayala JV и др. Влияние химического рафинирования на основные и второстепенные компоненты RBO. Журнал Американского общества химиков-нефтяников. 2006; 83: 315-21.
    19. Сюй З.М., Годбер Я.С. Сравнение методов экстракции сверхкритическим флюидом и растворителем при извлечении оризанола из рисовых отрубей. Журнал Американского общества химиков-нефтяников.2000; 77: 547-51.
    20. Hata S, Wiboonsirikul J, Maeda A, et al. Экстракция обезжиренных рисовых отрубей субкритической водоподготовкой. Журнал биохимической инженерии. 2008; 40: 440-53.
    21. Дас М., Банерджи Р., Бал С. Оценка физико-химических свойств коричневого риса, обработанного ферментами (Часть B). LWT-Пищевая наука и технология. 2008; 41: 2092-96.
    22. Дас М., Гупта С., Капур В. и др. Ферментативная полировка риса — новая технология обработки. LWT-Пищевая наука и технология.2008; 41: 2079-84.
    23. Malekian F, Rao RM, Prinyawiwatkul W., Marshall WE, Windhauser M, et al. (2000) Липаза и липоксигеназная активность, функциональность и потери питательных веществ в рисовых отрубях во время хранения (Бюллетень Луизианской сельскохозяйственной экспериментальной станции Сельскохозяйственный центр государственного университета Луизианы), стр: 870.
    24. Юнас А., Бхатти М.С., Ахмед А. и др. Влияние добавок рисовых отрубей на качество выпечки печенья. Пакистанский журнал сельскохозяйственных наук. 2011; 48: 129-34.
    25. Jiaxun T (2001) Метод стабилизации рисовых отрубей кислотной обработкой и его состав. США [http://www.google.com.mx/patents/US6245377?]. Дата оценки: 1 мая 2014 г.
    26. Dhingra D, Chopra S, Rai DR. Стабилизация рисовых отрубей-сырцов с помощью омического нагрева. Сельскохозяйственные исследования, 2012; 4: 392-98.
    27. Багчи Д. Нормативы в отношении нутрицевтиков и функциональных пищевых продуктов в США и во всем мире. Токсикология 2006; 221: 1-3.
    28. Гул, К., Сингх А.К., Джабин Р. Нутрицевтики и функциональные продукты питания: продукты для будущего мира. Критические обзоры в пищевой науке и питании. 2015.
    29. Jariwalla RJ. Продукты из рисовых отрубей: фитонутриенты с потенциальным применением в профилактической и клинической медицине. Лекарства, находящиеся в стадии экспериментальных и клинических исследований. 2001; 27: 17-26.
    30. Thanonkaewa A, Wongyai S, McClements DJ и др. Влияние стабилизации рисовых отрубей путем нагревания в домашних условиях на выход, качество и антиоксидантные свойства при механической экстракции масла из рисовых отрубей холодного отжима ( Oryzasaltiva L .). Пищевая наука и технологии. 2012; 4: 231-36.
    31. Фридман М. Рисовые отруби, масла рисовых отрубей и рисовая шелуха: состав, пищевое и промышленное использование, а также биоактивность у людей, животных и клеток. J. Agric Food Chem. 2013; 61: 10626-41.
    32. Ausman LM, Rong N, Nicolosi RJ. Гипохолестеринемический эффект физически очищенного масла из рисовых отрубей: исследования метаболизма холестерина и раннего атеросклероза у гиперхолестеринемических хомяков. JNutrBiochem. 2005; 16: 521-529.
    33. Уилсон Т.А., Николози Р.Дж., Вулфри Б. и др.Масло рисовых отрубей и оризанол снижают концентрацию липидов и липопротеидов в плазме крови и накопление холестерина в аорте в большей степени, чем феруловая кислота у гиперхолестеринемических хомяков. J NutrBiochem. 2007; 18: 105-12.
    34. Duivenvoorden R, vanWijk D, Klimas M, et al. Обнаружение жидкофазного холестерилового эфира при атеросклерозе сонных артерий с помощью 1H-MR спектроскопии у людей. JACC. Сердечно-сосудистая визуализация. 2013; 6: 1277-84.
    35. Cheng HH, Ma CY, Chou TW, et al.Гамма-оризанол снижает резистентность к инсулину и гиперлипидемию у крыс с диабетом 2 типа, индуцированным стрептозотоцином / никотинамидом. Международный журнал исследований витаминов и питания. InternationaleZeitschriftFür Vitamin- Und Ernährungsforschung. Int J VitamNutr Res.2010; 80: 45-53.
    36. Мальве Н, Керкар П., Мишра Н. и др. Снижение холестерина ЛПНП смесью масла рисовых отрубей и сафлорового масла (8: 2) у пациентов с гиперлипидемией: доказательство концепции, двойное слепое, контролируемое, рандомизированное исследование в параллельных группах.Журнал Индийской медицинской ассоциации. 2010; 108: 785-88.
    37. Иди С., Уоллес А., Уиллис Дж. И др. Употребление пасты на основе растительных стеролов, полученной из масла рисовых отрубей, эффективно снижает уровень липидов в плазме у лиц с легкой гиперхолестеринемией. Британский журнал питания. 2011; 105: 1808-18.
    38. Lai MH, Chen YT, Chen YY, et al. Влияние масла рисовых отрубей на липидный профиль крови и инсулинорезистентность у пациентов с диабетом 2 типа. Журнал клинической биохимии и питания.2012; 51: 15-18.
    39. Mäkynen K, Chitchumroonchokchai C, Adisakwattana S, et al. Влияние гамма-оризанола на биодоступность и синтез холестерина. Европейский обзор медицинских и фармакологических наук. 2012; 16: 49-56.
    40. Канг М.Ю., Ким С.М., Рико К.В. и др. Гиполипидемические и антиоксидантные эффекты рисовых отрубей и фитиновой кислоты у мышей с высоким содержанием жира. Пищевая наука и биотехнология. 2012; 21: 123-28.
    41. Завоши Р., Норузи М, Джаханихашеми Х.Влияние низкокалорийной диеты с маслом из рисовых отрубей на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний у пациентов с гиперлипидемией. J Res Med Sci. 2012; 17: 626-31.
    42. Каннан А., Хеттиараччи Н., Махадеван М. Пептиды, полученные из рисовых отрубей, защищают клетки от ожирения и болезни Альцгеймера. Международный журнал биомедицинских исследований. 2012; 3: 131-35.
    43. Zhang X, Shen Y, Prinyawiwatkul W, et al. Сравнение активности гидрофильных антоцианов и липофильных токолов в черных рисовых отрубях против окисления липидов.Food Chem. 2013; 141: 111-16.
    44. Muto C, Yachi R, Aoki Y, et al. Гамма-токотриенол снижает уровень триацилглицерина в первичных гепатоцитах крыс за счет регуляции метаболизма жирных кислот. Журнал клинической биохимии и питания, 2013; 52: 32-7.
    45. Justo ML, Claro C, Vila E и др. Микрососудистые нарушения у тучных крыс Zucker восстанавливаются с помощью диеты из рисовых отрубей. Питание, обмен веществ и сердечно-сосудистые заболевания. 2014; 24: 524-31.
    46. Гул К., Юсуф Б., Сингх А.К. и др.Рисовые отруби: пищевая ценность и новый потенциал для разработки функциональных продуктов питания. Обзор. Биоактивные углеводы и пищевые волокна. 2015; 6: 24-30.
    47. Phimolsiripol Y, Mukprasirt A, Schoenlechner R.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *