Технологія соєвих ізолятів і концентратів

 

Технологічною формою ізолятів і концентратів є, як правило, порошки. Як показав досвід їхнього використання в технології білкових продуктів харчування, білкові порошки (БП) володіють рядом переваг:

- одержувані продукти можуть зберігатися довше, ніж вихідна сировина;

- із БП можуть бути вилучені або доведені до гранично припустимих концентрацій антипоживні й інші небажані компоненти;

- можна одержати практично будь-яку концентрацію білка, що немаловажно при використанні цих продуктів як збагачувачів при створенні аналогів харчових, у тому числі комбінованих, продуктів;

- БП також зручні для розмаїтості дитячого, а також дієтичного й лікувально-профілактичного харчування.

Використання рослинних БП як компоненти харчових продуктів частково обумовлено їхньою фізичною формою. Вони можуть мати форму порошків або борошна, текстурованих або волокнистих продуктів, що розрізняються особливостями технології одержання, складу, текстури й поживних властивостей. У зв'язку з розвитком технології нових форм їжі, особливо штучної, що імітує традиційну, визнання й поширення одержали текстурати. Їх одержують на основі білкових порошків, головним чином ізолятів, шляхом відповідної фізико-хімічної обробки для додання специфічної структури, характерної для даного виду продукту. Вони широко використовуються також і при одержанні комбінованих білкових систем. Текстуровані форми рослинних білків успішно застосовуються, наприклад, у технології консервів, тому що текстура цих продуктів не змінюється в процесі стерилізації й, крім того, вони мають важливі технологічні властивості – високою жиропоглинальною і жироутримуючою здатністю.

Соєві концентрати - це очищені, кремового кольору продукти отримані із соєвих бобів, шляхом видалення компонентів, що не містять білок, сторонніх запахів, кольору й шкідливих алергенних факторів. Соєві концентрати це цінні харчові добавки, що приносять дохід їхньому виробникові, і багатофункціональні білкові інгредієнти зі значними економічними й технологічними можливостями для їхніх споживачів. Соєві концентрати ефективно заміняють білки м'яса, риби, птаха й молока.

Соєві білкові концентрати. На сьогодні основну частину соєвих білкових продуктів виготовляють зі шроту (шрот – продукт, одержуваний у результаті переробки соєвих бобів після витягу з них масла).

Технологія виробництва соєвих білкових концентратів передбачає три способи очищення білків від вуглеводів:

1) кисле промивання соєвого знежиреного борошна при рН 4,5.

Це дозволяє розчинити цукор і зберегти білки. Сирий білковий концентрат пізніше висушують і нейтралізують.

2) екстракція білкового пелюстка 60-80 %-им розчином етанола.

Цукор і інші компоненти розчиняються в спирті й віддаляються, у той час як білки й полісахариди, нерозчинні в спирті, залишаються в незмінному виді.

3) денатурація білка за допомогою вологотеплової обробки з наступною екстракцією водою.

Третій спосіб полягає в нагріванні сировини, для переведення білків у нерозчинний стан, з наступним промиванням водою.

Соєві білкові ізоляти. Основну частину соєвих ізолятів, що продаються на ринку, виготовляють шляхом екстракції, осадження й нейтралізації, проведених при заданих значеннях рН 3,8-4,5, з наступним сушінням отриманого продукту. Для підвищення відсотка білка в ізоляті й поліпшення властивостей продукту можуть використовувати додаткові технології: подвійне промивання сировини, ультрафільтрація, механічні навантаження, гідроліз білка.

 

 

 

Рис. Схема виробництва соєвих білкових концентратів

 

 

 

Рис. Схема виробництва соєвих білкових ізолятів

 

1.2.2. Ферментовані харчові продукти із сої

 

Якщо молоко й овочі переробляються з використанням мікроорганізмів в основному з метою збереження поживних речовин у продуктах, то у разу інших традиційних продуктів, одержаних ферментацією, розвиток мікроорганізмів сприяє покращенню їх смаку та аромату. При цьому одночасно з розмноженням мікроорганізмів підвищується вміст білку у готовому продукті. Такі продукти вперше почали виготовляти на Сході. Основою для них служить риба або рослинний матеріал (зазвичай соєві боби).

Соя належить до числа головних харчових культур в країнах Азії, особливо в Китаї та Японії. У східній кухні вона служить головним постачальником білка і олії. На основі соєвих бобів на Сході виробляють безліч традиційних харчових продуктів.

Соєвий соус готують на основі каші з набряклих і відварених бобів сої. У неї вносять закваску, яка містить різні мікроорганізми, головним чином, Aspergillus orizae. В процесі витримки протягом 3-5 діб за температури 25-30 °С гриб активно розростається на поверхні. Потім в суміш додають сіль (до 20%) і залишають дозрівати на 0,5-2 роки за низької температури. В даний час застосовують чисті культури Aspergillus orizae, тому термін витримки скорочується до одного-трьох місяців.

Крім пліснявих грибів для отримання соєвого соусу застосовують бактерії Pediococcus soyae, дріжджі Saccharomyces rouxii та деякі види дріжджів роду Torulopsis. Їх спеціально додають в соєву суміш у вигляді вихідних чистих культур або вони розмножуються з вже наявних у суміші клітин. В результаті бродіння суміш насичується молочною та іншими кислотами і етанолом. По закінченні процесу рідину зливають з соєвої маси або відокремлюють під пресом і отримують соєвий соус. Шрот, який залишився використовують на корм тваринам.

Крім прискорення процесу шляхом використання чистих культур мікроорганізмів розроблено і суто хімічні способи отримання соєвих гідролізатів. Так готують незброджений соєвий соус. Соєві боби можуть стати тією сировиною, з якої на основі традицій східної кухні можна буде отримувати нові продукти способом ферментації. З цією метою переробляються цілі боби, однак за допомогою біотехнології отримані нові продукти з білків сої. Їх виробляють шляхом контрольованого гідролізу білків сої ферментами мікроорганізмів. Наприклад, розчинний гідролізат білків сої в якості замінника м'яса краще, ніж страви з соєвих бобів. У країнах, де населення отримує з їжею недостатньо білка, ним збагачують безалкогольні напої.

Міцелій мікроскопічних грибів здавна використовується в харчуванні людини. У їжі жителів Південно-Східної Азії, країн Сходу в раціоні домінують крохмаль, інші вуглеводи і не вистачає білка. Для збагачення крохмалевмісних продуктів білками і додання їм смаку м'яса в цих країнах з давніх часів на рослинних продуктах вирощують спеціально підібрані і природним шляхом селекціоновані види пліснявих грибів. На основі соєвих бобів на Сході виробляють безліч традиційних харчових продуктів, їх особливий смак визначається діяльністю мікроорганізмів. Це, головним чином, гриби, зокрема представники роду Aspergillus.

Характерним елементом східної кухні є продукт під загальною назвою темпі (або темпех). Якісно виготовлене темпі являє собою корж з рослинного матеріалу, повністю вкритий зовні і пронизаний всередині білим міцелієм одного з видів пліснявого гриба роду Rhizopus. Арахісові або соєві коржі, оброслі пліснявими грибами вживають в їжу.

У назві таких продуктів слово після “темпі” вказує назву рослинного матеріалу, використаного для даного виду темпі. Наприклад, темпі кеделе виготовляється з соєвих бобів (індонез. “кеделе” – соя), темпі бонкрег катьянг – з арахісу, темпі ентхое – з кокосових горіхів.

Виробництво темпі займає 2-3 дні.

Технологія виготовлення темпі включає такі етапи:

- рослинний матеріал замочують у воді протягом 12 год, лущать, варять або обробляють парою (щоб зруйнувати інгібітори трипсину, шлункового соку і гормону росту - ці два інгібітори роблять сирі соєві боби неїстівними для людини)

- у сиру масу додають невелику кількість готового темпі для інокулювання Rhizopus

- суміш поміщають на лотки або загортають у бананове листя (якщо темпі виготовляється в домашніх умовах) і витримують до необхідного рівня розвитку міцелію. Бродіння триває 36-38 годин при температурі 31 ºС. В процесі бродіння в продукті зростає вміст білка і вільних амінокислот, рН зростає з 5,0 до 7,6.

Продукт природним чином збагачується вітамінами: рибофлавіном (В2), ціанкобаламіном (В12), нікотиновою кислотою (РР). В результаті одержують світло-коричневий корж, що складається з бобового пюре і міцелію мікроскопічного гриба. Даний продукт, на відміну від вихідної сировини (соєвих бобів), є високопоживним і легкозасвоюваних.

Темпі зазвичай не вживають у сирому вигляді, а добре прожарюють у кокосовій олії або готують іншим способом. Продукт містить до 40% білкових речовин, за смаком нагадує м'ясні вироби і широко розповсюджений в Індонезії.

Японська кухня славиться продуктом під назвою нато або місо. Його отримують з оброслих пліснявим грибом Aspergillus orizae соєвих бобів. Продукт має характерний гострий смак. У Китаї аналогічним способом виготовляють сироподібний делікатес суфу (червоний сир), використовуючи для цього соєві боби і деякі види пліснявих грибів роду Mucor.

Іншим різновидом цих продуктів є ангкак, батьківщиною якого також вважається Китай. Одержують його ферментуванням рису за участю плісневого гриба Monascus purpureus. У даному разі ферментацію здійснюють для надання рису червоного кольору та поліпшення смаку продукту.

 

Виробництво ціанобактерій

 

Морські й океанські водорості з давніх давен вживають в їжу народи Тихоокеанського узбережжя, острівних держав. Цей продукт відрізняється високою харчовою цінністю. Жителі Гавайських островів з 115 видів водоростей, що пощирені в місцевих океанських просторах, використовують у харчуванні 60 видів. У Китаї також високо цінують їстівні водорості, особливо синьо-зелені водорості Nostoc pruniforme, які за зовнішнім виглядом нагадують сливу і за смаковими якостями зараховані до китайських ласощів. У кулінарних довідниках Японії зустрічається більше 300 рецептур страв, до складу яких входять водорості.

На Далекому Сході досить інтенсивно використовують водорості з харчовою метою, і плантації не встигають відновлюватися природним шляхом. У зв'язку з цим все частіше водорості культивують штучно, в підводних садах. Вирощування аквакультур – перспективна галузь біотехнології. Нині широко застосовується ламінарія, що містить у великій кількості дефіцитний мікроелемент йод. Водорості також використовують в якості сировини для промисловості.

Одним з перспективних представників є синьо-зелена водорость спіруліна (Spirulina platensis і Spirulina maxima), що росте в Африці (озеро Чад) і Мексиці (озеро Тескоко). Для місцевих жителів спіруліна є одним з основних продуктів харчування, оскільки містить багато білка, вітаміни А, С, D і особливо багато вітамінів групи В. Біомаса спіруліни прирівнюється до кращих стандартів харчового білка, встановлених ФАО (продовольчою і сільськогосподарською організацією ООН). Спіруліну успішно культивують у відкритих ставках або в замкнутих системах з поліетиленових труб, отримуючи високі врожаї (приблизно 20 г біомаси в перерахунку на суху речовину з 1 м³ на добу).

У 1521 р. іспанець Бернал Діас дель Кастільо в своїх записках згадав про галети під назвою «текуітлатл», які продавалися на ринку в Мехіко. Вони були незвичайного синього або зеленого кольору, дуже смачні і поживні. Виявилося, що галети виготовлені з синьо-зелених водоростей озера Текскоко (неподалік від Мехіко). Пласти цих водоростей витягували з озера, сушили шарами і виготовляли галети. Озеро Текскоко примітно тим, що вода в ньому має сильно лужну реакцію (аж до pH 11). В даний час відомо, що ці синьо-зелені водорості представляють собою ціанобактерії Spirulina platensis. У 1964 р. бельгійський ботанік Леонар, беручи участь в експедиції через Сахару, звернув увагу на синьо-зелені коржики, які вживали в їжу жителі в районі озера Чад і ставків, що його оточують. Після повернення до Бельгії він проаналізував коржі (місцеві жителі називали їх «Дахе») і виявив в них високий вміст білка (до 70% сухої ваги), більше, ніж у соєвих бобах. Приблизний склад (у %):

білок - 65,

вуглеводи - 19,

ліпіди - 4,

волокна - 3,

пігменти - 6,

зола - 3.

Склад білкових амінокислот також виявився виключно збалансованим: концентрація метіоніну, триптофану та інших амінокислот була такою ж (якщо не вище), як в казеїні. Однак у білку Spirulina виявилося мало лізину (клітинна стінка цих прокаріотів має не такий склад, як у інших бактерій, наприклад дріжджів), тому цей білок легко піддається перетравлюванню.

При згодовуванні тваринам їжі, весь білок якої складався з Spirulina, вони добре розвивалися, мали нормальну швидкість росту; не спостерігалося жодних аномалій або патологічних ефектів. Тобто, білок синьо-зелених водоростей виявився ідеальним дієтичним продуктом як для харчування тварин, так і людини. Ще однією особливістю Spirulina є її надзвичайно швидкий ріст: подвоєння біомаси за 3-4 дні.

У Франції, Італії, Японії, Мексиці, США інтенсивно розробляють технології виробництва продуктів харчування на основі ціанобактерій. У Мексиці поруч з озером Текскоко в 1973 р. була організована компанія по випуску борошна. Поверхня ставка склала приблизно 900 га; збір проводили протягом доби. Після фільтрації суспензію висушували гарячим повітрям і перетворювали на борошно. В результаті було вироблено до 1000 т борошна.

Головними імпортерами мексиканського борошна є Японія, США, європейські країни. Продукція випускається у вигляді таблеток і гранул, в які за домовленістю із споживачами додаються вітаміни А (ретинол) і С (аскорбінова кислота). На їх основі виготовляються продукти дієтичного харчування.

Щорічні врожаї Spirulina в десять разів вищі, ніж пшениці, а вміст білка – у десять разів вище, ніж у соєвих бобів (табл. 1).

Таблиця 1