vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2024-1-131-136vguit-3397Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyФизико-химическая кинетика водонасыщения семян сои в процессе производства современных пищевых системPhysical and chemical kinetics of water saturation of soybean seeds in the process of modern food systems productionhttps://orcid.org/0000-0002-5176-4153КупчакД. В.KupchakD. V.

к.т.н., доцент, Высшая школа управления природными ресурсами, ул. Тихоокеанская, 136, г. Хабаровск, 680042, Россия

Cand. Sci. (Engin.), associate professor, Higher school of natural resources management, Tikhookeanskaya Str., 136, Khabarovsk, 680042, Russia

daria-kup@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3427-0888ДоценкоС. М.DotsenkoS. M.

д.т.н., профессор, кафедра сервисных технологий и общетехнических дисциплин, Игнатьевское шоссе, 21, Благовещенск, 675027, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, service technologies and general technical disciplines department, Ignatievskoe Highway, 21, Blagoveshchensk 675027, Russia

dsm2205@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2347-8635ЛюбимоваО. И.LyubimovaO. I.

к.т.н., доцент, Высшая школа управления природными ресурсами, ул. Тихоокеанская, 136, г. Хабаровск, 680042, Россия

Cand. Sci. (Econ.), associate professor, Higher school of natural resources management, Tikhookeanskaya Str., 136, Khabarovsk, 680042, Russia

lub.ol@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4791-884XБояриневаИ. В.BoyarinevaI. V.

д.т.н., профессор, базовая кафедра «Биоэко-номики и продовольственной безопасности» Инновационного технологического центра Передовой инженерной школы «Института биотехнологий, биоинженерии и пищевых систем», б-та Аякс, 10, о. Русский, г. Владивосток, 690922, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, department of Bioeconomics and Food Security of the Innovative Technological Center of the Advanced Engineering School of the «Institute of Biotechnology, Bioengineering and Food Systems», 10, Ajax, Russky Island, Vladivostok, 690922, Russia

boyarinevaiv@ya.ruТихоокеанский государственный университетPacific National UniversityАмурский государст-венный университетAmur State UniversityДальневосточный федеральный университетFar Eastern Federal University202421032024861131136Copyright © Купчак Д.В., Доценко С.М., Любимова О.И., Бояринева И.В., 20242024Купчак Д.В., Доценко С.М., Любимова О.И., Бояринева И.В.Kupchak D.V., Dotsenko S.M., Lyubimova O.I., Boyarineva I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/3397

Цель работы – установить кинетику процесса интенсивности водонасыщения семян сои с учетом различных факторов. В приведенных исследованиях была представлена схема, разделяющая технологические операции получения концентрированных форм соевого белка для проектирования пищевых систем по нескольким классификационным признакам: по виду технологического воздействия на семена сои, по типу разрушающего воздействия, по способу выделения и концентрирования белковых веществ, по физической форме конечного продукта. Данная схема показывает различные трансформирующие стадии модификации соевого сырья в производственном процессе: насыщение водой, проращивание, высушивание, прожаривание, пропаривание, варка, плющение, дробление, перемалывание, истирание, экстракция и другие, позволяющие в конечном итоге преобразовать исходные семена в нутриентоадекватные ингредиенты различной физической формы: гель, паста, мука, гранулят, текстурат, концентрат, изолят, Начальным этапом процесса преобразования семян сои является их водонасыщение путем замачивание в водной среде. Отмечается, что при погружении семян сои в воду начинается процесс водонасыщения, кинетика которого характеризует приращение объема, изменение геометрических параметров и увеличение влажности семян во времени с учетом управляемых технологических факторов: температуры и степени минерализации воды, а также зависит от биологических особенностей сорта сои: крупности семян, проницаемости оболочки, физико-химических свойств соевого белка и др. Данный процесс определили при помощи уравнений, описывающих кинетику водонасыщения семян сои. Приведенные исследования по созданию подходов к пониманию многофакторного анализа процесса водонасыщения семян сои дают возможность управлять ожидаемым результатом при целевом пищевом проектировании.

The purpose of the work is to establish the kinetics of the intensity of water saturation of soybean seeds process, taking into account various factors. In the research a scheme was presented that separates the technological operations of obtaining concentrated forms of soy protein for the design of food systems according to several classification criteria: by type of technological effect on soybean seeds, by type of destructive effect, by the method of isolation and concentration of protein substances, by the physical form of the final product. This scheme shows the various transformative stages of modification of soy raw materials in the production process: water saturation, germination, drying, roasting, steaming, cooking, flattening, crushing, grinding, abrasion, extraction and others, which ultimately allow converting the original seeds into nutritionally adequate ingredients of various physical forms: gel, paste, flour, granulate, texturate, concentrate, isolate. The initial stage of the soybean seed conversion process is the water saturation by soaking in an aqueous medium. It is noted that when soybean seeds are immersed in water, the process of water saturation begins, the kinetics of which characterizes an increase in volume, a change in geometric parameters and an increase in seed moisture over time, taking into account controlled technological factors: temperature and degree of mineralization of water, and also depends on the biological characteristics of the soybean variety: seed size, shell permeability, physico-chemical properties of soy protein etc. This process was determined using equations describing the kinetics of water saturation of soybean seeds. The studies on the creation of approaches to understanding the multifactorial analysis of the process of water saturation of soybean seeds make it possible to control the expected result in targeted food design.

семена соиводонасыщениезависимостьсоевый белокпищевые системыsoy seedswater saturationdependencesoy proteinfood systemsReferencesCobiac L., Irz X., Leroy P., Requillart V., Scarborough P., Soler L.G. Accounting for consumers' preferences in the analysis of dietary recommendations // Eur. J. Clin. Nutr. 2018.V. 73. P. 1033–1039.Cobiac L., Irz X., Leroy P., Requillart V., Scarborough P., Soler L.G. Accounting for consumers' preferences in the analysis of dietary recommendations. Eur. J. Clin. Nutr. 2018. vol. 73. pp. 1033–1039.Батурин А.К., Мартинчик А.Н., Камбаров А.О. Структура питания населения России на рубеже XX и XXI столетий // Вопросы питания. 2020. № 4. С. 60–70.Baturin A.K., Martinchik A.N., Kambarov A.O. Nutrition structure of the Russian population at the turn of the 20th and 21st centuries. Questions of nutrition. 2020. no. 4. pp. 60–70. (in Russian).Тутельян В.А. и др. Нутриом как направление «главного удара»: определение физиологических потребностей в макро- и микронутриентах, минорных биологически активных веществах пищи // Вопросы питания. 2020. № 4. С. 24–34.Tutelyan V.A. et al. Nutriom as the direction of the “main blow”: determination of physiological needs for macro- and micronutrients, minor biologically active substances of food. Nutrition Issues. 2020. no. 4. pp. 24–34. (in Russian).Zhi Ya., Puming H. China's Rural Residents' Food Consumption Demand and Elasticity Measurements // Statistics and Decision-Making. 2020. V. 36. № 03. P. 52–56.Zhi Ya., Puming H. China's Rural Residents' Food Consumption Demand and Elasticity Measurements. Statistics and Decision-Making. 2020. vol. 36. no. 03. pp. 52–56.Bi W., Song Y., Liu Y., Li Z. et al. Food Consumption Structure and Food Security—Through Mediating Effect Analysis of Agricultural R&D and Agricultural Investment // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. V. 19. №. 19. P. 12524. doi: 10.3390/ijerph191912524Bi W., Song Y., Liu Y., Li Z. et al. Food Consumption Structure and Food Security—Through Mediating Effect Analysis of Agricultural R&D and Agricultural Investment. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. vol. 19. no. 19. pp. 12524. doi: 10.3390/ijerph191912524Доценко С.М., Стаценко Е.С. Получение пищевых систем функциональной направленности с использованием соевого компонента // Вестник ЮУрГУ Серия «Пищевые и биотехнологии». 2022. Т. 10. № 1. С. 67–75.Dotsenko S.M., Statsenko E.S. Preparation of functional food systems using soy component. SUSU Vestnik Series “Food and Biotechnologies”. 2022. vol. 10. no. 1. pp. 67–75. (in Russian).Lingyun D., Wen Y., Wei C. Empirical Study on Food Consumption Structure Based on Household Survey in Rural Xinjiang, China // Acta Scientific Agriculture. 2023. V. 7. P. 35–42.Lingyun D., Wen Y., Wei C. Empirical Study on Food Consumption Structure Based on Household Survey in Rural Xinjiang, China. Acta Scientific Agriculture. 2023. vol. 7. pp. 35–42.Кощаева О.В., Хмара И.В., Шкредов В.В. Влияние проращивания на химический состав и содержание антипитательных веществ в семенах сои // Научный журнал КубГАУ. 2014. № 97 (03). URL: http://ej.kubagro.ru/2014/03/pdf/89.pdfKoshchaeva O.V., Khmara I.V., Shkredov V.V. The influence of germination on the chemical composition and content of antinutrients in soybean seeds. Scientific journal of KubSAU. 2014. no. 97 (03). Available at: http://ej.kubagro.ru/2014/03/pdf/89.pdf (in Russian).Доценко С.М., Бибик И.В., Купчак Д.В., Гужель Ю.А. Технологические аспекты моделирования белково-углеводных гранулятов на основе растительного сырья Дальнего востока // В мире научных открытий. 2015. № 2(62). С. 288–310.Dotsenko S.M., Bibik I.V., Kupchak D.V., Guzhel Yu.A. Technological aspects of modeling protein-carbohydrate granulates based on vegetable raw materials of the Far East. In the world of scientific discoveries. 2015. no. 2(62). pp. 288–310. (in Russian).Бычкова Е.А., Борисова А.В. Белковые концентраты сои: технологии производства и перспективы применения // Ползуновский вестник. 2021. № 2. С. 88–94.Bychkova E.A., Borisova A.V. Soybean protein concentrates: production technologies and application prospects. Polzunovsky Bulletin. 2021. no. 2. pp. 88–94. (in Russian).Menis-Henrique M.E.C., Scarton M., Piran M.V.F., Clerici M.T.P.S. Cereal fiber: extrusion modifications for food industry // Current opinion in food science. 2020. V. 33. P. 141-148.Menis-Henrique M.E.C., Scarton M., Piran M.V.F., Clerici M.T.P.S. Cereal fiber: extrusion modifications for food industry. Current opinion in food science. 2020. vol. 33. pp. 141-148.Miller K.B. Review of whole grain and dietary fiber recommendations and intake levels in different countries // Nutrition Reviews. 2020. V. 78. № 1. P. 29-36.Miller K.B. Review of whole grain and dietary fiber recommendations and intake levels in different countries. Nutrition Reviews. 2020. vol. 78. no. 1. pp. 29-36.Barba F.J., Parniakov O., Pereira S.A., Wiktor A. et al. Current applications and new opportunities for the use of pulsed electric fields in food science and industry // Food research international. 2015. V. 77. № 4. P. 773-798.Barba F.J., Parniakov O., Pereira S.A., Wiktor A. et al. Current applications and new opportunities for the use of pulsed electric fields in food science and industry. Food research international. 2015. vol. 77. no. 4. pp. 773-798.Pimentel M.R., Molina G., Dionísio A.P., Maróstica Junior M.R. et al. The use of endophytes to obtain bioactive compounds and their application in biotransformation process // Biotechnology research international. 2011. V. 2011.Pimentel M.R., Molina G., Dionísio A.P., Maróstica Junior M.R. et al. The use of endophytes to obtain bioactive compounds and their application in biotransformation process. Biotechnology research international. 2011. vol. 2011.Kostyleva E.V., Sereda A.S., Velikoretskaya I.A., Kurbatova E.I. et al. The use of proteolytic enzymes for the production of protein hydrolysates for food use from secondary raw materials // Questions of nutrition. 2023. V. 92. №. 1. P. 116-132.Kostyleva E.V., Sereda A.S., Velikoretskaya I.A., Kurbatova E.I. et al. The use of proteolytic enzymes for the production of protein hydrolysates for food use from secondary raw materials. Questions of nutrition. 2023. vol. 92. no. 1. pp. 116-132.Kaur A., Kehinde B.A., Sharma P., Sharma D. et al. Recently isolated food-derived antihypertensive hydrolysates and peptides: a review // Food Chemistry. 2021. V. 346.Kaur A., Kehinde B.A., Sharma P., Sharma D. et al. Recently isolated food-derived antihypertensive hydrolysates and peptides: a review. Food Chemistry. 2021. vol. 346.Fotschki B., Juśkiewicz J., Jurgoński A., Amarowicz R. et al. Protein-rich flours from quinoa and buckwheat favourably affect the growth parameters, intestinal microbial activity and plasma lipid profile of rats // Nutrients. 2020. V. 12, № 9.Fotschki B., Juśkiewicz J., Jurgoński A., Amarowicz R. et al. Protein-rich flours from quinoa and buckwheat favourably affect the growth parameters, intestinal microbial activity and plasma lipid profile of rats. Nutrients. 2020. vol. 12. no. 9.Liu J., Song Y., Zhao Q., Wang Y. et al. Effects of tartary buckwheat protein on gut microbiome and plasma metabolite in rats with high-fat diet // Foods. 2021. V. 10. № 10.Liu J., Song Y., Zhao Q., Wang Y. et al. Effects of tartary buckwheat protein on gut microbiome and plasma metabolite in rats with high-fat diet. Foods. 2021. vol. 10. no. 10.Kaur A., Kehinde B.A., Sharma P., Sharma D. et al. Recently isolated food-derived antihypertensive hydrolysates and peptides: a review // Food Chemistry. 2021. V. 346.Kaur A., Kehinde B.A., Sharma P., Sharma D. et al. Recently isolated food-derived antihypertensive hydrolysates and peptides: a review. Food Chemistry. 2021. vol. 346.Zeyneb H., Pei H., Cao X., Wang Y. et al. In vitro study of the effect of quinoa and quinoa polysaccharides on human gut microbiota // Food science & nutrition. 2021. V. 9. № 10. P. 5735-5745.Zeyneb H., Pei H., Cao X., Wang Y. et al. In vitro study of the effect of quinoa and quinoa polysaccharides on human gut microbiota. Food science & nutrition. 2021. vol. 9. no. 10. pp. 5735-5745.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.