Ultrasonic treatment assisted extraction of sunflower protein | Экстракция подсолнечного белка с применением ультразвукового излучения

English. The research goal is to obtain protein from plant materials using ultrasound. The research materials were represented by samples of sunflower oil meal produced in 2021 and 2022 from sunflower grown in the Central region of Russia. The samples had a crude protein content: 34.75% for absolute dry matter (a.d.m.) and 41.08% for a.d.m. In different experiments, two pretreatment types were used: ultrasonic radiation and mechanical fractionation. Ultrasonic treatment was carried out in an ultrasonic bath with a power of 120 W at a frequency of 40 Hz for 15 min. Mechanical fractionation was carried out by grinding the material in a mill and sieving on sieves. Then the protein was obtained by alkaline extraction followed by precipitation at the isoelectric point. Ultrasound treatment of the samples increased the protein content by 8.23% compared to the control sample, which contained 85.43%. In this case, a protein content of 93.66% on a dry matter basis was achieved for a sample with an initial protein content of 41.08%. For a sample with an initial protein content of 34.75%, a protein product with a protein content of 85.13% on a.d.m. basis was obtained. This value was comparable to the result for the control sample, which initially contained 41.08% protein. The mass yield of protein in the experiment using ultrasonic treatment was 64%. It has been shown that ultrasonic treatment makes it possible to obtain protein products with a high content of crude protein, even when protein content in the raw material is low. The combined use of mechanical fractionation and ultrasonic treatment also makes it possible to increase the mass yield of protein.

Russian. Цель исследования - получение белка из растительного сырья с применением ультразвука. Материалом исследования были образцы подсолнечного шрота, произведенные в 2021 и 2022 гг. из подсолнечника, выращенного в Центральном регионе России. Образцы отличались содержанием сырого протеина: 34,75% на а.с.в. и 41,08% на а.с.в. В разных опытах применяли два вида предварительной обработки: ультразвуковым излучением и механическим фракционированием. Ультразвуковую обработку проводили в ультразвуковой ванне мощностью 120 Вт при частоте 40 Гц в течение 15 мин. Механическое фракционирование проводили путем измельчения материала на мельнице и рассева на ситах. Затем получали белок методом щелочной экстракции с последующим осаждением в изоэлектрической точке. Обработка образцов ультразвуком позволила повысить содержание белка на 8,23% по сравнению с контрольной пробой, содержавшей 85,43%. При этом было достигнуто содержание белка 93,66% на сухое вещество для образца с исходным содержанием белка 41,08%. Для образца с исходным содержанием белка 34,75% был получен белковый продукт с содержанием белка 85,13% на а.с.в. Это значение сравнимо с результатом для контрольной пробы, содержавшей изначально 41,08% белка. Массовый выход белка в опыте с применением ультразвуковой обработки составил 64%. Показано, что ультразвуковая обработка позволяет получать белковые продукты с повышенным содержанием сырого протеина даже при его пониженном содержании в исходном сырье. Совместное использование механического фракционирования и ультразвуковой обработки позволяет также повысить массовый выход белка.