Раздел 4. Немолочное сырье: растительные белки и жиры, пищевые добавки

Глава 1. РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ И АНАЛОГИ КОРОВЬЕГО МОЛОКА

ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ БЕЛКОВ

 

Растительные белки содержатся в значительных количествах в зерновых и бобовых культурах. Особенно высоким содержанием белка отличаются семена бобовых, при этом большая часть бобовых белков приходится на фракции альбуминов и глобулинов (табл.).

 

Содержание белков в зерновых и зернобобовых культурах

Культура	Массовая доля белка, %	в том числе в процентах от общего белка
альбумины	глобулины
Пшеница	12,5	5,2	12,6
Рожь	9,9	25,3	19,2
Ячмень	10,3	12,5	12,7
Гречиха	10,8	21,7	42,6
Рис	7,4	10,6	8,1
Кукуруза	10,3		13,3
Горох	20,5	9,6	85,7
Соя		-

Как видно из табл. самой ценной культурой семейства бобовых является соя, в семенах которой содержится до 40% белка. Кроме того, в сое содержится 20% жира. Фосфатиды в соевых семенах представлены лецитином (около 35% всех фофатидов), кефалином и другими.

Из углеводов содержатся моносахариды - 0,07- 2,2 %; сахароза - 3,3- 13,5 %; раффиноза - 1,2 %; стахиоза - 3,5 %; крахмал и декстрин - 3,1- 9,0 %; пентозаны - 3,8- 5,5 %; галактон - 4,6 %; арабан - 3,8 %; целлюлоза (клетчатка) –3,0-7,0 %; гемицеллюлоза - 1,3-6,5 %.

Кроме того, в семенах сои содержатся нежелательные и токсичные вещества, что исключает их использование не только в пищевых продуктах, но и в кормах. Такие вещества, как ингибиторы трипсина, лектины, аллергены, стеролы, олигосахара, фосфатиды, изофлавины вызывают желудочно- кишечные расстройства и посторонний запах в продукте, тормозят рост организма.

Из ингибиторов сои наиболее исследованы ингибиторы протеолитических ферментов- трипсина и химозина. Отличительная особенность ингибиторов трипсина заключается в их способности образовывать с трипсином устойчивые комплексы, в которых ферменты утрачивают свою активность.

Семена бобовых растений, в том числе сои, содержат лектины, представляющие собой группу белков гликопротеидной природы. Лектины вызывают избирательную агглютинацию (агрегацию, склеивание) эритроцитов крови. Высокое содержание лектинов в семенах некоторых бобовых делает их токсичными.

Применение семян сои для пищевых целей становится возможным только после специальной технологической обработки.

 

ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ

Для получения пищевого белка соевые бобы подвергают вымачиванию, измельчению, тепловой обработке, экстракции.

Вымачивание или варка соевых бобов в щелочном водном растворе способствует снижению выраженности соевого привкуса, размягчает соевые бобы, увеличивает количество удаляемых олигосахаридов и ускоряет инактивацию соевых ингибиторов трипсина. Для вымачивания соевых бобов используют растворы карбоната натрия или гидроксида натрия, а также нейтральный водный раствор аскорбината натрия и гидрокарбоната натрия. Вымачивание продолжается в течении 12-24 часов. Гидрокарбонат натрия добавляют в таком количестве, чтобы рН раствора в конце вымачивания соевых бобов составлял 6,5-7,5. Кроме того, вместо вымачивания предложена микроволновая обработка соевых бобов в течении 3-5 мин, после чего их подают на измельчение.

Для измельчения соевых бобов используют горячую или холодную воду, а в ряде случаев измельчают на коллоидной мельнице.

Тепловая обработка горячей водой должна проводится при таком режиме, который бы обеспечивал инактивацию ингибиторов трипсина. Кроме того, тепловая обработка соевой массы способствует улучшению вкусовых и ароматических свойств продукта, однако при этом продукт приобретает сильный запах серы. Для его удаления используют дезодорацию, которую сочетают с тепловой обработкой. Один из способов дезодорации – использование колонки с гранулированным активированным углем. Следует отметить, что тепловую обработку можно проводить либо до, либо после экстракции белков сои, при этом применяют разные режимы (кипячение, стерилизацию).

Соевое молоко экстрагируют из влажной соевой массы в холодном или горячем виде. При этом в продукт переходит около 65% белка и 55% сухих веществ, содержащихся в соевых бобах.

Для получения пищевого белка (соевая мука, концентраты, изоляты) измельчению подвергают предварительно обезжиренные соевые бобы. Полученную водную суспензию фильтруют и центрифугируют для удаления нерастворимого осадка. Для концентрирования белка применяют сгущение на вакуумных аппаратах. Полученное соевое молоко сушат на распылительных сушилках. Для концентрирования белка применяют также ультрафильтрацию, которая позволяет извлечь фитиновую кислоту (фосфор влияет на растворимость белка), ингибиторы трипсина и сложные сахара.

Схема технологических процессов переработки соевых бобов на пищевые белки, сухое и жидкое соевое молоко приведена на рис..

За рубежом широко распространено жидкое соевое молоко. По содержанию сухих веществ, которое зависит от массы используемой воды при выработке продукта, соевое молоко можно подразделить на три основных вида: густое соевое молоко с соотношением вода:бобы в пределах от 5:1 до 6:1; соевое молоко, которое по консистенции и пищевой ценности приближено к коровьему, соотношение вода:бобы колебелется в пределах от 8:1 до 8,5:1; «экономное» молоко, соотношение вода:бобы составляет 10:1. «Экономное» молоко используют в качестве соевых безалкогольных напитков (рис., вариант 4).

Из бобов сои после извлечения из них жира вырабатывают пищевые белки (рис., вариант 2, 3).

Пищевые белки на основе сои вырабатывают в виде следующих продуктов: обезжиренная соевая мука, концентрат и изолят соевого белка, состав которых приведен в табл..

Состав соевых бобов и соевых продуктов в пересчете на сухое вещество, %.

Соевые продукты	Белок	Жир	Углеводы	Зола	Пищевые волокна
Соевые бобы					5,5
Обезжиренная соевая мука					3,5
Концентрат соевого белка					3,5
Изолят соевого белка		0,5	2,5	4,5	0,5

 

Соевые продукты отличаются друг от друга массовой долей белка и степенью очистки от углеводов и пищевых волокон. Так, массовая доля белка в изоляте достигает 92 % при незначительном содержании углеводов - 2,5 % и пищевых волокон - 0,5 %.

По содержанию незаменимых аминокислот соевые продукты близки к казеину (табл.).

Белки соевых продуктов лишь по содержанию цистина, треонина и общей сумме серосодержащих аминокислот не удовлетворяют «идеальному белку», разработанному ФАО-ВОЗ. По массовой доле метионина соевые белки уступают казеину, однако, комбинируя их с другими белками можно восполнить дефицит метионина.

Для изготовления молочных продуктов на основе соевых белков используют изоляты и специальные концентраты – соевые аналоги сухого коровьего молока, последние представляют обычно смесь пищевого соевого белка с различными ингредиентами, имитирующими состав коровьего молока. Так, для производства аналога сухого коровьего молока, соевую муку смешивают с 4-х кратным количеством воды, добавляют гидрогенизированное соевое масло и эмульгатор. Смесь обрабатывают на коллоидной мельнице, гомогенизируют и высушивают на распылительной сушилке. Сухой продукт смешивают с сахаром, солью, минеральными веществами и витаминами. Продукт имеет следующий состав: соевая мука - 74,3 %; гидрогенизированное соевое масло – 15 %; сахароза - 6,9 %; эмульгатор - 0,8 %; ароматические вещества - 0,1 %; минеральные вещества - 1,9 %; витамины - 0,1 %. Срок хранения сухого продукта при 25-27 ºС – до 6 мес. При восстановлении продукт смешивают с водой в соотношении 1: 9.

 

Содержание аминокислот в различных белках, г в 100 г белка

 

Аминокислота	Шкала ФАО-ВОЗ «идеальный белок»	Казеин	Белок женс-кое молоко	Соевая мука	Соевый концен- трат	Соевый изолят
Изолейцин	4,0	5,4	5,12	4,7	4,7	4,9
Лейцин	7,0	9,5	9,3	7,9	7,8	7,8
лизин	5,5	8,1	6,9	6,3	6,3	6,4
Метионин	-	1,7	1,4	1,4	1,4	1,3
Цистин	3,0	1,5	1,9	1,6	1,6	1,5
Сумма серосодержащих	3,5	3,2	3,4	3,0	3,0	2,8
Фенилаланин	-	5,2	3,7	5,3	5,2	5,4
Тирозин	-	5,0	2,9	3,8	3,9	4,3
Сумма ароматических	6,0	10,2	6,4	9,1	9,1	9,7
Треонин	4,0	4,7	4,3	3,9	4,2	3,6
Триптофан	1,0	1,4	0,6	1,3	1,5	1,4

 

Аналоги сухого молока могут иметь разный состав по видам и массовой доле используемых ингредиентов.

Следует учитывать, что все соевые продукты, поступающие в нашу страну из-за рубежа, получены из генетически модифицированной сои. Отечественная соя производится на Дальнем Востоке, Краснодарском крае и Сибири.

В настоящее время в Алтайском крае выращивают сою из сортов сибирской селекции и на основе переработки цельных соевых бобов производят сухое соевое молоко под названием «Соевый сухой заменитель молока» (ССЗМ), технология которого разработана в СибНИОСТПМ (рис., вариант 1).

Технологический процесс выработки ССЭМ включает следующие операции: промывка, вымачивание, размол, экстракция водорастворимых компонентов, отделение экстракта, пастеризация его, сгущение и сушка. Соевые бобы промывают водой для очистки от пыли; вымачивают в воде для максимального удаления олигосахаридов, набухания бобов и дезодорации. Набухшие бобы размалывают для достижения заданной степени дисперсности. Экстрагируют водорастворимые компоненты с целью максимального извлечения белка и жира. Затем разделяют на жидкую и твердую фазы. Полученный экстракт пастеризуют, сгущают и сушат.

В табл. приведены физико-химические показатели образцов «Соевого сухого заменителя молока» из сои сибирской селекции и сухого соевого молока фирмы Ассоя (Краснодар).

 

Физико-химические показатели различных образцов сухого соевого молока отечественного производства

Продукт	Массовая доля, %	Кислотность, °Т	Индекс растворимости, %
влаги	белка	жира
Соевый сухой заменитель молока	6,0	40,2	20,5	16,0	0,75
Соевый сухой заменитель молока (из лущеной сои)	5,6	41,8	24,6	19,0	0,65
Сухое соевое молоко (Краснодар)	6,5	39,0	20,2	13,0	0,80

 

Из данных табл. следует, что сухое соевое молоко из сои сибирской селекции по составу аналогично продукту, вырабатываемому в Краснодарском крае.

«Соевый сухой заменитель молока» вырабатывает предприятие ООО «Белок» (с. Быстрянка Красногорского района Алтайского края).