ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАТА СОЕВОГО БЕЛКА 1.1. Свойства и применение концентрата соевого белка Концентрат соевый белковый – это очищенный белковый продукт, содержащий от 62 до 72% сырого протеина на а.с.в. Концентрат соевый белковый вырабатывается из шрота соевого пищевого (белого лепестка), освобожденного от растворимых сахаров в процессе спиртовой экстракции. Белки — наиболее широко применяемые в пищевой технологии структурообразователи. В пищевых продуктах белки не только определяют пищевую ценность, но и формируют их структуру, обеспечивающую заданные потребительские свойства. Основная задача технологии производства пищевого белка - обеспечить максимальное извлечение его из сырья и минимальную потерю функциональных свойств. Способность белков выполнять структурные функции характеризуется широким комплексом физико-химических свойств, объединенных термином «функциональные свойства»: растворимость и набухание в воде, возможность образовывать суспензии и гели, стабилизировать эмульсии и пены, проявлять адгезионные и другие свойства. В производстве пищевых продуктов заданных состава и свойств белки, как правило, применяют в виде текстуратов, концентратов и изолятов, выделенных из сырья растительного и животного происхождения. Белковые препараты различаются как по содержанию белка, так и по функциональным свойствам. Текстураты, содержащие около 50% белка, используют в основном в качестве наполнителей, для обогащения аминокислотами или замены части основного компонента создаваемого продукта. Технология получения текстуратов (обезжиренной соевой муки) включает измельчение бобов, экстракцию гексаном, удаление растворителя, которое проводят тремя способами: обработкой обезжиренной муки перегретыми до 70-82°С парами гексана, обработкой водяным паром или обжариванием. В зависимости от способа обработки получают продукт с разной степенью денатурации белка. Обезжиренная соевая мука (текстурат) служит сырьем для производства белковых концентратов и изолятов. При получении концентрата обезжиренную соевую муку подвергают экстракции 60-80% -ным этиловым спиртом, кислотой с pH 4,5-4,6 или водой для удаления красящих и ароматических веществ. Выход концентрата составляет 60-70% массы обезжиренной муки при содержании в нем около 70% белка. При производстве изолята соевого белка обезжиренную соевую муку экстрагируют 10-кратным количеством щелочи при pH 7-9 и температуре 50-60°С. Экстракт отделяют, изолированный белок осаждают при pH 4,5-4,6, осадок промывают кислотой и высушивают. Такой изолят (изоэлектрический белок) плохо растворяется в воде, поэтому его нейтрализуют раствором щелочи и высушивают, получая так называемые протеинаты. Для регулирования свойств белковых изолятов применяют частичный гидролиз протеолитическими ферментами, термообработку, мембранную технологию концентрирования и очистки белка. Выход изолятов достигает 85% массы обезжиренной муки при содержании белка до 90%. Производство концентратов белка из бобов сои основывается на использовании промышленных методов, которые сводятся к извлечению из обезжиренной соевой муки безазотистых экстрактивных веществ – растворимых углеводов, органических кислот, низкомолекулярных соединений, таких как минеральные соли. При этом основные белковые фракции остаются в нерастворимом состоянии. Около 90 % концентратов белка сои в мире производится с использованием технологии противоточной экстракции водным раствором спирта. Такие концентраты отличаются низкой растворимостью в связи с денатурирующим воздействием спирта. Существует еще один способ получения белковых концентратов, заключающийся в “горячей промывке” обезжиренной муки водным раствором хлористого кальция, однако эта технология в настоящее время не используется в промышленных масштабах. Функциональные свойства соевых концентратов и изолятов могут быть модифицированы перед окончательной сушкой продукта путем подведения рН натриевой или кальциевой щелочью и применением механических нагрузок, химической модификацией боковых групп белка, а также с использованием гидролиза протеолитическими ферментами. В последние годы особое внимание уделяется разработке и внедрению экологически безопасных технологий переработки сои. Много работ проводится в области процессов водной экстракции масла и белка с отсутствием органических растворителей, а также в области механических способов извлечения масла с последующим выделением белков. Ежегодно появляются новые марки соевых белков с улучшенными функционально - технологическими свойствами, и расширяется ассортимент продуктов питания, в которых используются соевые белки. В целом, соевые белковые концентраты производят тремя базовыми способами, основанными на технологиях: 1. кислотной промывки белого лепестка или муки; 2. спиртовой экстракции белого лепестка 20-90% водным раствором этилового спирта; 3. обработки сырья влажным паром с последующей водной экстракцией. В результате использования экстрагентов, не растворяющих большинство белков, можно удалить нежелательные вещества, большую часть водорастворимых углеводов и минеральных веществ, не теряя при этом белок. Белковые концентраты традиционно получают из обезжиренного соевого лепестка, используя непрерывно-противоточный цепной или ленточный экстрактор. Сушку продукта проводят с помощью вакуумной сушилки и измельчения или системы газовой трубы. При водно-спиртовой экстракции получают концентрированный соевый белок с низким коэффициентом диспергируемости белка (PDI) и повышенной степенью денатурации. Полученные методом спиртовой экстракции соевые белковые концентраты с низкой растворимостью в воде для увеличения растворимости и функциональности могут подвергаться термообработке инжекцией пара или паром в трубе под давлением («экспресс-варке») и механической обработке (гомогенизации). В результате спиртовой экстракции удаляются изофлавоны (фитоэстрогены), которым придается особое значение при производстве полезных для здоровья человека белковых продуктов. Промышленные образцы соевых концентратов вымачивают в мясном соке и добавляют в пищу, мясные соусы, пирожки. Типичный процесс кислой промывки характеризуется соотношением воды и лепестка (или муки) в пределах 10-20:1. Экстракцию осуществляют в течение 30-45 мин при температуре 400С. Для отделения твердой фракции используют декантеры или центрифуги, при необходимости проводят повторную промывку и центрифугирование. После вымывания и удаления расворимых сахаров и минеральных элементов рН влажного кислого тестообразного осадка доводят до 6,8, используя натриевую или кальциевую щелочь, и подвергают его сушке распылением при температуре на входе и выходе сушилки 157 и 860С соответственно. Нейтрализованные концентраты, полученные таким образом, имеют более высокое содержание водорастворимых белков в сравнении с концентратами, полученными методами спиртовой экстракции или термоденатурации. В концентратах, полученных с помощью кислотной или горячей промывки, содержится меньшее количество минеральных веществ. Технологическая схема горячей промывки соевой муки основана на денатурации протеина с помощью влаготепловой обработки и включает в себя следующие операции: 1. приготовление тестообразной массы изводы и соевой муки; 2. нагревание смеси под давлением для денатурации протеина; 3. экструдирование с целью образования пористой структуры продукта; 4. промывка экструдата горячей водой для удаления водорастворимых веществ. Применяют при производстве эмульгированных и грубоизмельченных мясопродуктов: · Вареных колбас, сосисок, сарделек и мясных хлебов – высшего, первого и второго сортов; · Полукопченых, варено-копченых колбас; · Рубленых полуфабрикатов (котлет, гамбургеров, фрикаделек, пельменей, фарша и т.д.); · Паштетов. Соевые концентрированные белки обладают высокой растворимостью, характеризуются высокой водосвязывающей, жиропоглащающей и эмульгирующей способностью, способны стабилизировать фаршевые эмульсии, предназначены для использования в качестве многофункционального белкового компонента при производстве мясопродуктов с целью повышения качества готовой продукции благодаря: · улучшению консистенции, сочности, нежности и товарного вида мясопродуктов; · снижения риска образования бульонно-жировых отеков; · уменьшения содержания холестерина в готовом продукте; · стабилизации и повышению устойчивости фаршевой эмульсии к нагреву. Применение концентрат соевого белка улучшает экономические показатели производства за счет: · снижения себестоимости продукции (1 часть белка, связывает 5частей воды и заменяет 6 частей мяса); · повышения выходов готовой продукции за счет снижения потерь при термической обработке; · наиболее рационального использования мясного сырья пониженной сортности (мяса с пороками PSE и DFD, с высоким содержанием жировой и/или соединительной ткани). Значительные объемы концентрата соевого белка идут в качестве кормов для животных.
1.2. Стандарты и технические характеристики концентрата соевого белка Таблица 1.1 Функциональные свойства соевых белков | Свойство | Действие | Пищевые системы, в которых используются | Продукты | | Растворимость | Растворение белков в зависимости от рН | Напитки | F, C, I, H | | Абсорбция и связывание воды | Связывание воды с помощью водородных связей, захватывание воды (нет капель) | Мясные изделия, колбасы, хлеб, кексы | F, C | | Вязкость | Загустевание, Связывание воды | Супы, подливки | F, C, I | | Гелеобразование | Образование белковой матрицы | Мясные изделия, творог, сыры | C, I | | Когезия-адгезия | Действие протеина как адгезивного материала | Мясные и макаронные изделия, выпечка, колбасы | F, C, I | | Эластичность | Дисульфидные связи в деформируемых гелях | Мясные изделия, выпечка | I | | Эмульгирование | Образование и стабилизация жировых эмульсий | Колбасы, болонья, супы, кексы | F, C, I | | Абсорбция жира | Связывание свободного жира | Мясные изделия, колбасы, пончики | F, C, I | | Связывание вкуса | Адсорбция, связывание, освобождение | Заменители мяса, выпечка | C, I, H | | Пленкообразование | Образование пленки, не пропускающей газа | Взбивные изделия, десерты, кексы | I, W, H | | Регулирование цвета | Отбеливание (липоксигеназа) | Хлеб | F | Источник: по данным открытых источников информации F – соевая мука, C – концентрат соевого белка, I – изолят соевого белка, H – гидролизат, W – соевая сыворотка.
Таблица 1.2 Биологическая ценность белковых продуктов различной степени фракционирования | Белковый продукт | Источник белка | | Соя | Горох | | Показатели биологической ценности | | Коэффициент эффективности белка (PER) | Перевариваемость, % | | Мука | 2,16-2,48 | 1,42 | 89,3 | | Концентрат | 2,02-2,48 | 1,38 | 83,5 | | Изолят | 1,08-2,11 | 0,67 | 90,8 | Источник: по данным открытых источников информации Таблица 1.3 Физико-химические характеристики соевого концентрата | Показатели | Значения | | Внешний вид | Мелкодисперсный порошок | | Размер частиц | 90% < 0,15 мм | | Цвет | От белого до кремового | | Вкус | Нейтральный | | РН (1:10 раствор) | 7 | | Химический состав концентрат соевого белка | | Белок (Nх6,25 сухого в-ва), не менее | 60% | | Жир, не более | 1,00% | | Влага, не более | 8,00% | | Карбогидраты | 16% | | Необработанные волокна | 4,50% | | Зола, не более | 5% | | Количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, КОЕ в 1 г, не более | | | 2,5 х 104 | | Сальмонелла в 25 г | Не допускается | | Кишечная палочка в 1,0 г | Не допускается | | Энтеробактерии в 1 г, не более | 100 | | Дрожжи и плесени в 1 г, не более | 100 | | Аминокислотный состав концентрат соевого белка | | Лизин | 6,9 | | Метионин | 1,5 | | Цистеин | 1,4 | | Треонин | 4,2 | | Лейцин | 8,5 | | Изолейцин | 5,2 | | Фенилаланин | 5,4 | | Валин | 5,4 | | Триптофан | 1,2 | | Гистидин | 2,8 | | Тирозин | 4 | Источник: по данным открытых источников информации
|
