Конопляный белок предлагает многообещающее решение для функциональной выпечки, особенно в веганском пищепроме, и позволяет перерабатывать жмых с высокой добавленной стоимостью в контексте кругового АПК.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей исследователей из Национального университета Кёнбук, Республика Корея, о перспективах конопляного белка в оздоровительном хлебопечении.
Конопля (Cannabis sativa L.) — однолетнее травянистое растение семейства коноплевых, произрастающее в Евразийском регионе.
Культивируемая более шести тысяч лет для пищевых, волоконных и медицинских целей, конопля имеет богатый питательными веществами профиль семян, содержащий приблизительно 35,5% масла (богатого полиненасыщенными жирными кислотами), 25% белка, 20–30% углеводов, 28% общей клетчатки (5,4% усваиваемой и 22,2% неусваиваемой) и 5,6% золы.
Помимо богатого питательного профиля, семена конопли являются источником фитоканнабиноидов, в частности каннабидиола (КБД), который проявляет заметные биологические эффекты. Из многих фитоканнабиноидов, идентифицированных в конопле, наиболее известны КБД и тетрагидроканнабинол (ТГК).
В отличие от ТГК, который является психоактивным и в основном содержится в марихуане, КБД в изобилии содержится в промышленной конопле и не является психоактивным. Исследования выявили терапевтический потенциал КБД в лечении различных состояний, включая воспаление, беспокойство, артрит и нейродегенеративные заболевания.
Семена конопли считаются одним из наиболее полноценных в плане питания растительных продуктов и широко принимаются для потребления человеком. Их можно употреблять в различных формах, включая целые, очищенные или очищенные семена, и обычно перерабатывают в такие продукты, как конопляное масло, орехи и жмыхи.
Было показано, что такие методы обработки, как проращивание и проращивание, улучшают фитохимический профиль семян конопли, увеличивая концентрацию противовоспалительных соединений (например, канфлавинов A и B), полифенолов, флавоноидов и общую антиоксидантную активность, а также повышают содержание белка при определенных условиях.
Семена конопли в основном перерабатываются для извлечения пищевого масла, оставляя конопляный жмых в качестве побочного продукта.
Основным побочным продуктом извлечения конопляного масла является конопляный жмых, который часто упускают из виду, но который остается богатым источником белка, клетчатки и биологически активных соединений.
В соответствии с устойчивыми методами производства продуктов питания переработка конопляного жмыха в высокоценные ингредиенты предлагает многообещающее решение для сокращения пищевых отходов при одновременном повышении питательной ценности продукта.
Изолят белка конопли (Hemp protein isolate - HPI), извлеченный из конопляного жмыха, представляет собой инновационную возможность для обогащения пищевых продуктов растительным белком. Эта стратегия не только повышает питательный профиль продуктов, но и способствует экономической и экологической устойчивости за счет минимизации отходов и поддержки более цикличных продовольственных систем.
Конопляный белок предлагает многообещающее решение для пищевых и функциональных проблем в растительных пищевых формулах.
Семена конопли являются источником белка, богатым питательными веществами, содержащим высококачественный белок, который включает все девять незаменимых аминокислот.
Основные белки в конопляном семени, эдестин и альбумин, легко усваиваются и всасываются, что отличает конопляный белок как ценную альтернативу другим растительным белкам.
В частности, содержание аргинина в нем значительно выше, чем в других растительных белках, а также он содержит более высокие уровни серосодержащих аминокислот, чем соевый белок, наиболее часто используемый растительный белок. Это делает конопляный белок жизнеспособной альтернативой для людей с аллергией на сою и повышает его потенциал в качестве белковой добавки в веганских диетах.
Помимо своих питательных свойств, конопляный белок проявляет превосходные функциональные свойства, такие как способность удерживать воду и масло, а также способность к пенообразованию и эмульгированию, что делает его весьма универсальным для различных пищевых применений, включая выпечку, батончики и белковые добавки.
Конопляный белок также обеспечивает заметные преимущества для здоровья. Его высокое содержание аргинина связано со здоровьем сердечно-сосудистой системы, в то время как его значительное содержание клетчатки (27–36 г/100 г в цельных семенах) поддерживает здоровье пищеварительной системы и может снизить риск колоректального рака и сердечно-сосудистых заболеваний.
Кроме того, конопляный белок также богат полифенолами и флавоноидами, что способствует его антиоксидантным свойствам, которые повышают его потенциал как функционального пищевого ингредиента.
В этом исследовании изучался потенциал изолята белка конопли (HPI) в качестве функционального обогатителя и заменителя пшеничной муки в веганских кексах.
Изолят белка конопли (HPI), извлеченный из жмыха комбинации сортов конопли, выращенных в Канаде и Франции, с 85% чистотой белка, содержащий <0,1% углеводов, 3,7% жира (0,6% насыщенных, 0,6% мононенасыщенных, 2,5% полиненасыщенных, включая 579,5 мг омега-3 и 1952 мг омега-6), 4,4% клетчатки и следовые количества соли, был получен от английской компании Braham & Murray Good Hemp Co.. Остальные ингредиенты, включая соль, сахар, пищевую соду, подсолнечное масло, лимонный сок, миндальное молоко и пшеничную муку, ученые купили на местном рынке, расположенном в Тэгу, Корея. Кроме того, все химические реагенты, необходимые для исследования, были получены от корейской компании Duksan Chemicals.
Веганские кексы по 50 г были приготовлены с включением HPI в количествах 0% (CON), 10% (HP10), 20% (HP20) и 30% (HP30), заменяя пшеничную муку на основе веса к весу (w/w).
Далее кексы оценивались на предмет физико-химических, функциональных и сенсорных свойств.
Вес выпеченных кексов составил от 39,47 до 40,12 г, в то время как потери при выпечке составили от 19,77% до 21,33%.
Положительная корреляция наблюдалась между содержанием HPI и весом кекса, тогда как потери при выпечке показали обратную зависимость.
Кексы с самым высоким содержанием HPI (HP30) показали самый высокий вес и самые низкие потери при выпечке, в то время как контрольные кексы (CON) показали самый низкий вес и самые высокие потери при выпечке. Эти тенденции можно объяснить высокой водоудерживающей способностью (WHC) HPI, которая снижает количество свободной воды в тесте, тем самым ограничивая потерю влаги во время выпечки. Кроме того, повышенное содержание белка способствует гидратации и гелеобразованию, еще больше удерживая воду в матрице кекса.
Содержание белка значительно увеличилось с 9,61% (CON) до 19,40% (HP30), в то время как потери при выпечке снизились с 21,33% до 19,77%, что отражает превосходную способность HPI удерживать воду.
Анализ текстуры показал, что твердость снизилась с 179,72 г/см 2 (CON) до 137,73 г/см 2 (HP30), что привело к более мягким кексам с более высокой жевательной способностью. Это коррелировало с более аэрированной структурой мякиша и более гладкой поверхностью при более высоких уровнях HPI, что указывает на улучшение структурной целостности. Реологический анализ выявил повышенную вязкость теста и поведение разжижения при сдвиге при обогащении HPI.
Анализ FTIR выявил красные смещения в полосах Amide I и Amide II, что свидетельствует об усилении взаимодействия белок-белок и водородных связей в обогащенных кексах HPI.
Антиоксидантная активность значительно возросла, при этом значения поглощения радикалов ABTS возросли с 32,66% (CON) до 46,28% (HP30), что приписывается биоактивным пептидам и фенольным соединениям (144,67 мг GAE/г) в HPI.
Однако по мере повышения включения конопляного белка усвояемость белка in vitro (IVPD) снизилась с 66,08% до 42,63% из-за взаимодействий белок-крахмал-липид, ингибирующих гидролиз.
Сенсорная оценка не показала существенных различий в аромате, вкусе, ощущении во рту или общей приемлемости, с оценками от 4,83 до 5,33 среди всех образцов.
В целом, результаты показывают, что включение HPI в количестве до 30% значительно улучшает пищевой профиль, антиоксидантную активность и текстурные свойства веганских кексов, сохраняя при этом общее сенсорное качество, что подтверждает потенциал HPI как устойчивого обогатителя белка в хлебобулочных изделиях на растительной основе.
«В последние годы интерес к веганским диетам растет, и эта тенденция привела к формированию рынка веганского пищепрома и разработкам сбалансированных по питательным веществам продуктам. Как известно, вегетарианцы часто потребляют меньше белка по сравнению с невегетарианцами. Недостаточное потребление белка в веганских диетах может привести к таким проблемам, как задержка роста у детей и снижение мышечной массы у взрослых. Поэтому продукты, обогащенные белком, играют решающую роль в устранении этих дефицитов питательных веществ. Веганские диеты исключают все продукты животного происхождения, полагаясь на растительные источники белка, такие как зерновые, орехи, масличные семена и бобовые. Однако растительные белки, как правило, страдают от плохой усвояемости и низкой скорости всасывания из-за их несбалансированного аминокислотного состава и сложной молекулярной структуры», поясняют исследователи.
По их словам, веганские продукты, особенно выпечка, сталкиваются с трудностями не только в достижении адекватного содержания питательных веществ, но и в сохранении вкуса и текстуры при обогащении белками.
Обогащение белками часто изменяет сенсорные и структурные свойства выпечки, что делает необходимым определение подходящих источников белка, которые сбалансируют питание и качество. Учитывая его многообещающие питательные и функциональные преимущества, изолят белка из семян конопли (HPI) может служить частичной заменой пшеничной муки для повышения содержания белка при сохранении качества продукта.
Одним из идеальных применений для такого обогащения являются кексы, которые широко употребляются в качестве завтрака и перекуса. Тесто для кексов состоит из эмульсии «жир в воде», где яйцо, сахар, вода и жир образуют непрерывную фазу, с пузырьками воздуха в качестве прерывистой фазы и частицами муки, диспергированными по всему объему. Эта структура эмульсии очень чувствительна к изменениям в составе ингредиентов, что делает кексы прекрасной моделью для изучения влияния обогащения белком на качественные характеристики, как и показано в этом исследовании.
«Таким образом, данное исследование направлено на оценку потенциала белка конопли для обогащения белка веганских кексов и на обеспечение основы для дальнейшего улучшения качества веганских хлебобулочных изделий.
По статье группы авторов (Хуэйминь Ду, Инха Бэк, Юнджу Джанг, Нурул Саадах Саид, Вон Ён Ли), опубликованной в журнале Foods 2025 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.