Hydrocolloids of flax seeds and prospects for their industrial production
Authors: Миневич И.Э. , Ущаповский В.И. , Гончарова А.А. , Дмитрий В.А. 
Published: March 2023

В настоящее время растущий спрос на разнообразные продукты функционального назначения и здорового питания стимулирует использование натуральных ингредиентов растительного происхождения. Среди широкого спектра пищевых ингредиентов гидроколлоиды являются универсальными технологическими добавками, регулирующими структуру пищевых систем. Перспективным отечественным источником пищевых ингредиентов, в том числе и гидроколлоидов, являются семена льна. Использование гидроколлоидов семян льна ограничивает отсутствие их промышленного производства, а также недостаток информации об их функциональных свойствах, взаимодействии с пищевыми ингредиентами. Цель работы – получение гидроколлоидов семян льна и оценка перспектив их промышленного масштабирования. Объектами исследования служили семена льна масличного и льна-долгунца сортов российской селекции. Полисахаридные продукты были получены в лабораторных условиях ФНЦ ЛК (Тверь, Россия) и в экспериментальном цехе ВНИИ маслоделия и сыроделия (ВНИИМС) (Углич, Россия). Экстракцию полисахаридов из цельных семян льна проводили в дистиллированной воде при температуре 45…50 °C, при постоянном перемешивании в течение 2 ч, при варьировании гидромодуля в интервале 10–15. В условиях экспериментального цеха после отделения полисахаридного экстракта от сырья его концентрировали с помощью роторного испарителя до 1/3 объема, далее подвергали распылительной сушке. В лабораторных условиях полисахаридный экстракт сушили тонким слоем на противнях в сушильном шкафу при температуре не выше 70 °С. Полисахаридный комплекс получали в лабораторных условиях обработкой полисахаридного экстракта трехкратным избытком этилового либо изопропилового спирта и последующей сушкой в микроволновой печи LG Intellowave (MS-1724U) при мощности 500 Вт, в течение 3–4 мин. Несмотря на увеличение выхода при повышении температуры процесса до 80 °С, такие показатели, как цвет полисахаридного комплекса и характеристики масла, содержащегося в конечном продукте, ухудшались: продукт темнел за счет протекания реакции Майяра, в которой участвуют белки, экстрагируемые в комплексе с полисахаридами. Выход полисахаридного комплекса определяли для 30 сортов семян льна. Было показано, что выход полисахаридного комплекса варьировал для исследуемых сортов льна в пределах 2,20–7,25 %. Анализ технологических параметров экстракции полисахаридов слизи из семян льна позволил выявить, что для получения целевого продукта удовлетворительного качества процесс следует проводить при температуре не выше 50 °C в течение не более 3 ч. Показано, что опытные образцы полисахаридного экстракта, полученные с использованием распылительной сушки в виде мелкодисперсных порошков, характеризуются высокой водоудерживающей способностью – не менее 30 г/г. Льняные гидроколлоиды представляют новый продукт, для внедрения которого необходимо исследование всего спектра их реологических и функционально-технологических свойств.
Currently, the growing demand for a variety of functional and healthy foods is driving the use of natural ingredients of plant origin. Among a wide range of food ingredients, hydrocolloids are universal processing aids that regulate the structure of food systems. Flax seeds are a promising domestic source of food ingredients, including hydrocolloids. The use of flax seed hydrocolloids is limited by the lack of their industrial production, as well as the lack of information about their functional properties and interaction with food ingredients. The purpose of the work is to obtain flax seed hydrocolloids and assess the prospects for their industrial scaling. The objects of the study were the seeds of oil flax and fiber flax varieties of Russian selection. Polysaccharide products were obtained under laboratory conditions at the FNTs LK (Tver, Russia) and in the experimental workshop of the All-Russian Research Institute of Butter and Cheese Making (VNIIMS) (Uglich, Russia). The extraction of polysaccharides from whole flax seeds was carried out in distilled water at a temperature of 45…50 °C, with constant stirring for 2 h, with varying the hydromodulus in the range of 10–15. Under the conditions of the experimental workshop, after separating the polysaccharide extract from the raw material, it was concentrated using a rotary evaporator to 1/3 of the volume, then subjected to spray drying. Under laboratory conditions, the polysaccharide extract was dried in a thin layer on baking sheets in an oven at a temperature not exceeding 70 °C. The polysaccharide complex was obtained under laboratory conditions by treating the polysaccharide extract with a threefold excess of ethyl or isopropyl alcohol and subsequent drying in an LG Intellowave (MS-1724U) microwave oven at a power of 500 W for 3–4 min. Despite the increase in yield with an increase in the process temperature to 80 °C, such indicators as the color of the polysaccharide complex and the characteristics of the oil contained in the final product deteriorated: the product darkened due to the Maillard reaction, which involves proteins extracted in complex with polysaccharides. The output of the polysaccharide complex was determined for 30 varieties of flax seeds. It was shown that the yield of the polysaccharide complex varied for the studied flax varieties in the range of 2.20–7.25 %. An analysis of the technological parameters of the extraction of mucus polysaccharides from flax seeds revealed that in order to obtain the target product of satisfactory quality, the process should be carried out at a temperature not exceeding 50 °C for no more than 3 hours. in the form of finely dispersed powders, are characterized by high water-retaining capacity – not less than 30 g/g. Linen hydrocolloids are a new product, the introduction of which requires the study of the entire spectrum of their rheological and functional-technological properties.