Введение

Концентрат листового белка (LPC) – это белковая масса, извлеченная из листьев. Он может быть выгодным источником недорогого и устойчивого белка для использования в пищевой промышленности и в качестве корма. Хотя белковые экстракты из листьев были описаны еще в 1773 году Руэлем, крупномасштабная экстракция и производство LPC начались после Второй мировой войны. На самом деле, многие инновации и достижения в производстве LPC происходили параллельно с "зеленой революцией". В некотором смысле эти две технологии дополняли друг друга: "зеленая революция" стремилась повысить продуктивность сельского хозяйства за счет увеличения урожайности сельскохозяйственных культур посредством использования удобрений, механизации и генетически модифицированных культур, а LPC предлагал способ более эффективного использования имеющихся сельскохозяйственных ресурсов благодаря эффективной экстракции белка.

Способы производства

Процессы производства ЛПК состоят из двух этапов: первый направлен на извлечение сока из листьев или получение экстракта листьев, а второй – на очистку или восстановление белка из полученного раствора. Наиболее распространенным методом извлечения белка из листьев является пульпирование/отжим сока. Также сообщалось о других вспомогательных методах экстракции, таких как обработка щелочами, экстракция под давлением и ферментативная обработка. Каждый метод имеет свои преимущества, однако пульпирование обеспечивает наиболее "нативный" состав белка и не требует значительных инвестиций в сложное оборудование. Щелочная экстракция применялась с некоторым успехом, хотя она существенно влияет на остатки лизина и треонина в белке. Экстракция под давлением показала ограниченную эффективность. Ферментативная обработка – еще один хорошо известный метод, который воздействует на клеточную стенку растений для облегчения высвобождения связанных белков. Однако ферменты, как правило, дороже, чем физические или химические методы извлечения белка. Восстановление белка из экстракта, тем не менее, имеет решающее значение для питательной ценности ЛПК. Обычно используемые методы включают коагуляцию нагреванием, осаждение кислотой, ультрафильтрацию и осаждение растворителями.

В зависимости от чистоты восстановленного белка, его классифицируют как экстракт белка листьев (<60% мас./мас.), концентрат белка листьев (>60% мас./мас.) или изолят белка листьев (>90% мас./мас.), хотя в публикациях эти термины часто используются как взаимозаменяемые.

Состав

Концентрат белка из цельного листа – это темно-зеленое вещество с текстурой, похожей на сыр. Примерно 60% составляет вода, а остальное сухое вещество включает 9–11% азота, 20–25% липидов, 5–10% крахмала и переменное количество золы. Это смесь множества отдельных белков. Его вкус сравнивают со шпинатом или чаем. Из-за цвета и вкуса, которые могут сделать его непривлекательным для людей, концентрат белка из цельного листа можно разделить на зеленую и белую фракции. Зеленая фракция содержит белки, преимущественно происходящие из хлоропластов, а белая – белки, преимущественно происходящие из цитоплазмы.

Приложения

Впервые LPC был предложен в качестве продукта питания для человека в начале 20-го века, но, несмотря на первоначальные перспективы, не получил широкого распространения. Норман Пири, лауреат Медали Копли из Великобритании, изучал LPC и продвигал его использование в пищу. Он и его команда разработали оборудование для извлечения LPC, включая недорогие "сельские установки", предназначенные для бедных сельских общин. Такое оборудование было установлено, например, в деревнях на юге Индии. Некоммерческая организация Leaf for Life ведет перечень съедобных листьев и предоставляет рекомендации по выбору наиболее подходящих растений. В последнее время наблюдается повышенный интерес к использованию LPC в качестве альтернативного (или устойчивого) источника пищи в условиях катастроф или дефицита продовольствия. Такой устойчивый продукт LPC будет производиться из листьев деревьев, широко распространенных в различных географических регионах, из лесов или сельскохозяйственных отходов. LPC оценивался для использования в продуктах прикорма для младенцев. Растущая зависимость от интенсивного животноводства для удовлетворения спроса на мясо увеличила потребность в более дешевых растительных источниках белка. Это недавно привело к возобновлению интереса к LPC с целью сокращения использования пищевых растительных источников белка в кормах для животных. Листовой белок успешно прошел испытания в качестве замены соевому корму для кур и свиней. LPC из люцерны может быть включен в корм для тилапии в качестве частичной замены рыбной муки.

Диетические проблемы

Листовой белок является хорошим источником аминокислот, при этом метионин является лимитирующим фактором. Он превосходит по питательной ценности белки семян и сопоставим с белками животных (за исключением белков, содержащихся в яйцах и молоке). Также был разработан набор программного обеспечения с открытым исходным кодом для автоматизированного нецелевого скрининга токсичных соединений в ЛПК. Процесс включает использование трех инструментов: 1) анализ масс-спектрометрии с использованием MZmine 2, 2) определение молекулярной формулы с помощью MFAssignR и 3) фильтрацию данных с помощью ToxAssign. Исследования рассматривали потенциал лиственных деревьев. Полученные данные показали выход ЛПК от 1% до 7,5%, а результаты скрининга на токсичность подтверждают, что хвойные деревья могут содержать токсины, потребление которых в небольших количествах допустимо, однако необходимы дополнительные исследования, включающие количественное определение каждого токсина.