Разработать новые биотехнологические способы биотрансформации зернового сырья и вторичных продуктов как этапа глубокой переработки с целью получения пищевых продуктов с повышенной пищевой и биологической ценностью

Объект исследования – пшенично-нутово-льняная (трёхкомпонентная) мука, обогащенная полиненасыщенными жирными кислотами, имеющая более высокую пищевую ценность, по сравнению с традиционной; многокомпонентные (композитные) дробленые крупы, традиционные (пшеничная), бобовые (горох и нут). В качестве природного субстрата использовали отруби – однокомпонентные (пшеничные и ржаные); двухкомпонентные (пшенично-льняные), полученные при совместной переработке бинарной зерносмеси из 93% зерна пшеницы чечевица и 7% семян льна; трехкомпонентные пшенично-чечевично-льняные отруби – побочные (вторичные) продукты совместной переработки зерновой смеси, состоящей из 85% зерна пшеницы (пшеничной крупы), 10% семян чечевицы 5% семян белого масличного льна. Микробные ферментные препараты (ФП) различной специфичности – целлюлолитического, протеолитического и фитазного действия: отечественные – производства ОАО Агрофермент и импортный ФП – производства Новозаймс, Дания. Потенциальные участники кластеров, производители и переработчики зерна, элеваторы, различные их организационные формы основных зернопроизводящих регионов России. Цель работы – разработка научных основ создания зернопродуктов с использованием современных знаний об анатомическом строении и фитохимическом потенциале зернового сырья, актуализированных требований к потребительским свойствам зернопродуктов и исследовании биохимических, физико-химических, биологических и технологических свойств продовольственного зерна при переработке с целью сокращения потерь, стабилизации качества, повышения уровня и глубины использования зернового потенциала страны, в том числе при подготовке зерна к экспорту. Для этого необходимо решить следующие задачи: В части переработки необходимо научно обосновать и разработать технологии создания новых видов мучных и крупяных продуктов из зернового сырья, в том числе нового и нетрадиционного. В части глубокой переработки необходимо экспериментально обосновать возможность использования побочных (вторичных) продуктов переработки полизерновых смесей на основе злаковых, бобовых и масличных культур с использованием биотехнологических методов (ферментативная модификация) для создания новых функциональных и специализированных продуктов питания сбалансированного состава. В результате разработанной во ВНИИЗ инновационной технологии совместной переработки зерносмесей на основе зерновых, бобовых и масличных культур и проведенных ранее комплексных исследований побочных (вторичных) продуктов совместной переработки зерносмесей на основе пшеницы, чечевицы и льна было установлено, что поликомпонентные отруби, обладающие уникальным биохимическим составом: высоким содержанием белка, ПНЖК, клетчатки, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ, являются ценным вторичным сырьем. На основе комплексного изучения основных кинетических параметров и эффективности действия отечественных ферментных препаратов целлюлолитического, протеолитического и фитазного действия научно обоснована возможность их использования для дальнейшей (глубокой) переработки поликомпонентных отрубей с использованием методов ферментативного катализа. Для разработки способов ферментативной модификации поликомпонентных отрубей были разработаны два варианта мультэнзимных композиций (МЭК): МЭК-1: Агроксил Премиум + Агрофит + (Пенициллопепсин + Оризин) МЭК 2: Агроксил Премиум + Агрофит + Нейтраза 0,8L. Установлено, что количество редуцирующих веществ с использованием МЭК возросло в 2,3-3,5 раза; растворимого белка в 3-6,4 раза; фосфат ионов в 3 раза по отношению к соответствующему контролю. Методом гель-хроматографии установлено значительное (в 3…4 раза) повышение доли низкомолекуляных пептидов и аминокислот. При этом концентрация наиболее ценных аминокислот, с точки зрения азотного питания дрожжей (по данным ВЭЖХ): аспарагиновой кислоты, аргинина в опытных гидролизатах трехкомпонентных отрубей повышалась, в среднем в 2,5 – 3,0 раза; валина в опытных образцах гидролизатов по сравнению с исходным возрастало в 5 раз; гистидина и изолейцина в 2,0-2,5 раза. В результате ферментативной модификации с использованием разработанных МЭК были получены два вида продуктов: гидролизаты и структурно-модифицированные отруби с повышенным содержанием хорошо усваиваемого растворимого белка, низкомолекулярных пептидов и свободных аминокислот, а также растворимого фосфора (за счет гидролиза фитина). В экономической части – разработать адаптивную модель кластера зерновой направленности, способствующую формированию эффективных и конкурентоспособных кластеров за короткое время (2-5 лет), достижению целевых индикаторов «Долгосрочная стратегия развития зернового комплекса Российской Федерации до 2035 года».