Комплексная переработка зерна сои для производства пищевых продуктов и кормовых добавок

В Одесской национальной академии пищевых технологий и Одесском биотехнологическом институте на протяжении ряда лет под руководством проф. Левицкого А.П. проводятся исследования и работы по созданию функциональных продуктов и компонентов, направленных на обеспечение полноценного питания как человека, так и животных.

Одним из объектов таких исследований являются соевые бобы.

Соя относится к семейству бобовых, однолетнее растение, плоды – в виде бобов. Возделывается человеком более 7 тыс. лет. Соя – самая распространенная зернобобовая и масличная культура, выращивается в 60 странах на 5 континентах.

К основным мировым лидерам производства сои относятся: США (более 90 млн. тонн); Аргентина (более 30 млн. тонн); Бразилия (более 25 млн. тонн); Китай (более 15 млн. тонн); Индия (более 10 млн. тонн).

Совершенно очевидно, что соя играет существенную роль в рационах питания человека и животных.

Что же содержат соевые бобы и делает их важным компонентов питания. Данные, приведенные в табл. 1., убедительно свидетельствуют о большой питательной ценности этой культуры. Особенно привлекательно для переработчиков наличие большого количества очень ценного протеина и жира. Это подтверждает и сравнительный анализ химического состава сои, гороха и овса (табл. 2). Безусловно, соевые бобы обладают и большим составом макро- и микроэлементов, что представлено в табл. 3.

Таблица 1. Содержание питательных веществ в семенах сои

Таблица 2. Сравнительный химический состав сои, гороха и овса

Наименование Соя Горох Овес Массовая доля влаги, % 11,0 14,0 13,3 Массовая доля протеина, % 34,9 21,8 10,7 Массовая доля жира, % 21,3 1,9 4,1 Массовая доля клетчатки, % 4,3 5,4 9,9 Массовая доля золы, % 5,5 3,2 3,3

Таблица 3. Минеральный состав соевых бобов, %

Макроэлементы, % Микроэлементы, мг/кг Фосфор 0,659 Железо 80 Калий 1,670 Цинк 18 Марганец 28 Кальций 0,275 Медь 12 Бор 19

Однако переработчики сои несколько меньше уделяют внимание таким важным составляющим этой культуры, как биологически активные вещества (БАВ), табл. 4. И если ингибиторы Кунитца и Баумана-Бирка, как правило, подавляются с помощью различных тепловых процессов в результате обработки соевых бобов перед использованием их на кормовые и пищевые цели, то изофлавоны и α-галактозиды сахарозы, как правило, остаются без внимания. А между тем, эти вещества имеют ярко выраженные пребиотические свойства.

Таблица 4. Биологически активные вещества соевых бобов

Их содержание в основных соевых продуктах представлено в табл.5.

Таблица 5. Содержание изофлавонов (ИФ) в основных соепродуктах

Согласно биохимической классификации изофлавоны и α-галактозиды сахарозы входят в группу биофлавонов, а по механизму действия их относят к фитоэкстрагенам. Они способны преодолевать последствия гормональных нарушений и выполнять антиоксидантную и ферментную функции. Литературные источники утверждают изофлавоны как противораковые вещества растительного происхождения. Термин «биофлаваноиды» был предложен группой американских биохимиков для биологически активных веществ растительных фенолов, обладающих Р–витаминной активностью. Биофлаваноиды синтезируются и накапливаются исключительно в растениях. Исходным веществом, с которого начинается биосинтез биофлаваноидов, является аминокислота L–фенилаланин. В организм человека и животных они поступают с пищей. По классификации А.П.Левицкого, в зависимости от особенностей строения молекулы биофлаваноиды можно разделить на 8 основных классов табл. 6.

Таблица 6. Основные классы изофлавонов

Наибольший интерес представляют соевые изофлавоны: генистеин и дайдзеин.

Их суммарное содержание в соевых бобах, включая и гликозиды, превышает 100мг%. В живом организме изофлавоны выполняют множество биологических функций: капилляроукрепляющая, кардиотропная, гипотензивная, спазмолитическая, противовоспалительная, антитоксическая, остеогенная, гепатопротекторная, гормоноподобная, радиопротекторная, генопротекторная, противоопухолевая. Наряду с биологической функцией изофлавоны обладают активными пребиотическими свойствами.

Пребиотики — вещества, стимулирующие рост и физиологическую активность пробиотических бактерий.

Пребиотики растительного происхождения имеют более широкую представленность и удобность при использовании их как в питании человека, так и в кормлении животных. В связи с этим нами предложена классификация пребиотиков по функциональному признаку.

Функциональная классификация пребиотиков

Пребиотики – как энергетические вещества для микробов (инулин, α-галактосахара, β-гликаны).

Пребиотики – как каталитические вещества (пиридоксаль, инозитол, ПАМБК, В3 и др. витамины, биофлаваноиды).

Пребиотики – как активаторы колонизации (лектины, лизоцим).

Пребиотики – как защита от патогенных факторов условно-патогенной и патогенной микрофлоры (ингибиторы протеаз, ингибиторы других гидролаз).

Для определения наличия изофлавонов, как и других биофлаваноидов, в растительном материале используют цианидиновую реакцию, восстановление в кислой среде цинком или боргидридом натрия, реакцию с хлорным железом и т.д. Эффективными являются методы обнаружения изофлавонов с помощью методов тонкослойной хроматографии на силикагеле или алюмогеле с последующим обнаружением растворами хлористого алюминия или пентахлорида сурьмы.

Выделение изофлавонов из растительного сырья чаще всего осуществляется спиртовыми или водно-спиртовыми растворами. Для этой цели наиболее подходящими являются метанол и этанол. Горячая вода также экстрагирует изофлавоны, преимущественно в гликозидной форме.

Разделение изофлавонов осуществляется с помощью колоночной хроматографии при использовании в качестве сорбентов капрона, силикагелей, целлюлозы и др.

Для промышленного получения пребиотических препаратов из соевых бобов нами предложена технология комплексной переработки с получением таких продуктов, как:

• рафинированные соевые бобы
• соевый экстракт

Схематически технологическое решение представлено на рис. 1.

В дальнейшем рафинированные соевые бобы могут быть направлены на получение широкого спектра продуктов питания и для производства комбикормов (рис. 2).

Соевый экстракт является источником получения таких пребиотиков, как ЭКСО и ГАЛСО (α–галактозиды сои: стахиоза и раффиноза), рис. 3.