Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ПИЩЕВЫЕ БЕЛКОВЫЕ ПРЕПАРАТЫ
Эти продукты составляют особую группу и заслуживают отдельного рассмотрения в свете решения мировой проблемы белкового питания.
Пищевые белковые препараты могут быть растительного и животного происхождения.
При оценке перспективности того или иного источника пищевого белка следует учитывать, в первую очередь, его ресурсы, их возобновляемость, затраты на производство и стоимость продукции, ее пригодность для длительного хранения. Во-вторых, важны экономические затраты на выделение белка, его очистку от нежелательных веществ и придание ему высоких функциональных свойств и биологической ценности, что определяется как видом источника белка, так и научно-техническим уровнем методов его выделения. Однако каким бы ценным в биологическом отношении ни был продукт, он останется невостребованным, если непривлекателен для покупателя. Поэтому нельзя забывать и о том, что необходимо обеспечить желаемые потребительские свойства белка и продуктов на его основе, их адекватность социально-культурным потребностям человека. Это будет способствовать повышению реального спроса населения на данные продукты, их покупке и потреблению, а, следовательно, и реализации их биологической ценности.
К наиболее перспективным источникам пищевого белка с учетом названных критериев можно отнести белково-углеводное сырье молочной промышленности (обезжиренное молоко, молочную сыворотку), сопутствующее сырье, получаемое при убое скота, отходы мельничного производства, семена зерновых, зернобобовых и масличных культур, зеленую массу сеяных трав, продукты морского промысла, биомассу дрожжей и других микроорганизмов и т.п.
Производство пищевых белков именно из растительного сырья является сегодня одним из наиболее быстрых и эффективных путей получения белков, дает возможность обогащать ими многие виды пищевых продуктов и компенсировать нехватку животных белков.
С точки зрения эффективности сельскохозяйственного производства для каждой группы сырья должна быть определена оптимальная структура переработки, позволяющая получить в очищенном виде фракции веществ, представляющие интерес для народного хозяйства. Это, в первую очередь, основные пищевые компоненты (белки, полисахариды, липиды), а также вещества, представляющие интерес для фармакологической и пищевой промышленности (органические кислоты, отдельные виды углеводов, пищевые красители и т. д.). Нельзя забывать и о важности комплексной переработки растительного сырья в пищевые продукты.
Мировой практике известны три основные группы высококонцентрированных растительных белков, различающиеся по содержанию белка: мука и крупа, концентраты, изоляты.
Муку и крупу изготавливают обычно на традиционном мельничном оборудовании, получая разнообразные продукты, различающиеся гранулометрическим составом, содержанием липидов, активностью ферментных систем.
Концентраты в отличие от муки не содержат физиологически нежелательных олигосахаридов, других безазотистых экстрактивных веществ и ферментных систем. Промышленное получение концентратов основано на низкой растворимости фракций белков в исходном экстракте.
Изоляты отличаются более высокой степенью очистки и представлены двумя группами: протеинатами, функциональные свойства которых определяются химической природой катиона, и модифицированными белками, функциональные свойства которых определяются степенью этерификации или гидролиза.
Особый интерес представляет группа структурированных белковых продуктов, изготовленных только из муки, концентратов, изолятов или в сочетании с другими ингредиентами (углеводами, пищевыми кислотами, стабилизаторами, витаминами и т.д.).
Белки семян бобовых культур отличаются лучшей сбалансированностью по содержанию незаменимых аминокислот по сравнению с белками злаковых. Большинство из них дефицитны по сумме серосодержащих аминокислот (метионин + цистин). С другой стороны, ряд из них (белок бобов сои, фасоли, гороха, люцерны) отличается повышенным содержанием лизина, а некоторые и триптофана.
Белки животного происхождения, как известно, практически не имеют дефицита аминокислот (говядина, свинина) или он слабо выражен (так, молочные белки имеют небольшой дефицит по сумме серосодержащих кислот).
Таким образом, при разумном комбинировании белков можно достичь их взаимного обогащения и повышения биологической ценности как рациона в целом, так и отдельных продуктов.
Белок бобов сои чрезвычайно ценен благодаря тому, что по аминокислотному составу он наиболее близок к белку животного происхождения, характеризуется высокими функциональными свойствами и легко усваивается организмом.
Основные объемы переработки соевых семян преследуют цель получения масла. При этом остается шрот, который является сырьем для производства ценного белка, но использовался до недавнего времени, в основном, на кормовые цели. В настоящее время переработка шрота освоена во многих странах мира. В нашей стране также строятся перерабатывающие предприятия, которые расположены, в основном, на Дальнем Востоке и в Сибири (Иркутск, Уссурийский и Хабаровский край) и в Краснодарском крае. Например, в Иркутске построен крупный завод по производству обезжиренной и жирной соевой муки, в Краснодарском крае – по производству так называемого соевого молока.
Основное направление переработки соевых семян, как было сказано выше, - фракционирование для получения масла и шрота. Второе после фракционирования направление – глубокая переработка соевого шрота с получением белковых продуктов трех категорий, различающихся по содержанию белка.
Простейшей формой является обезжиренная соевая мука, которую получают путем размола соевого шрота и его просеиванием. Содержание белка в ней намного выше, чем в муке из зерновых культур. Концентрат получается в результате дальнейшей обработки соевой муки. Из концентрата удалены олигосахариды, вызывающие метеоризм, и вещества с сильно выраженным вкусом. Изоляты характеризуются наиболее высоким содержанием белка, из них дополнительно удалена клетчатка. Типичный состав продуктов переработки сои представлен в таблице 1.
Таблица 1.
|
Соевый продукт |
Типичный состав соевых продуктов, %, в пересчете на абсолютно сухое вещество |
||||
|
белок |
жир |
углеводы |
зола |
сырая клетчатка |
|
|
Обезжиренная соевая мука |
54,0 |
1,0 |
38,0 |
6,0 |
3,5 |
|
Концентрат соевого белка |
70,0 |
1,0 |
24,0 |
5,0 |
3,5 |
|
Изолят соевого белка |
92,0 |
0,5 |
2,5 |
4,5 |
0,5 |
Текстурированный белок – это продукт глубокой переработки сои. Выпускается в виде сухих сыпучих продуктов - мелких гранул, муки, крупных и мелких ломтиков, содержит 1 % жира и не содержит холестерина, имеет низкое содержание влаги и может долго (несколько месяцев) храниться при комнатной температуре в вакуумной упаковке.
Мировым лидером в производстве продуктов переработки сои являются Соединенные Штаты Америки. Кроме названных продуктов они вырабатывают комплексные (многокомпонентные) продукты на основе соевого белка. Эти продукты являются быстрорастворимыми порошками и содержат кроме изолятов соевого белка соевое масло, сахар, моно- и диглицериды, минеральные вещества, витамины. К таким продуктам относятся комплексные продукты марки «Supro» фирмы ПТИ и продукты «Нутрии-Бев» фирмы АДМ. По составу они эквивалентны цельному и обезжиренному молоку и могут использоваться как их заменители.
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РАЗЛИЧНЫХ
ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ СОИ
Мука и крупа может быть жирной и обезжиренной. Различают три вида жирной муки: энзиматически активная; тостированная и экструзионной обработки.
Энзиматически активную муку используют обычно в хлебопечении. Получают ее следующим образом: очищенные соевые семена дробят на шесть-восемь кусочков и удаляют оболочку. Для лучшего ее удаления семена перед дроблением слегка нагревают. Дробленку, очищенную от оболочки, измельчают в муку с требуемым размером частиц с помощью молотковой дробилки или мельници ударно-вихревого типа.
Из соевых семян вырабатывают жирные хлопья – так называемые лепестки. Их экспортируют в страны Юго-Восточной Азии в качестве сырья для производства соевого молока и тофу.
Тостированная жирная соевая мука и крупа называется еще термически обработанной. Для снижения интенсивности бобового привкуса очищенные цельные семена обрабатывают паром при небольшом давлении в течение 20 – 30 минут. Затем охлаждают, высушивают, дробят, пропускают через вибросито и систему для удаления оболочек, после чего измельчают и рассеивают (разделяют по размерам частиц), получая муку или крупу. Готовый продукт имеет цвет от желтого до слегка коричневатого, ореховый вкус и запах. Можно после измельчения гранулировать муку.
Экструдированная жирная мука получается с помощью экструдера, который представляет собой цилиндр с вращающимся шнеком внутри. В это устройство подается сухое сырье, которое слегка увлажняется паром, перемешивается до образования текучей массы, подвергается последовательно варке и охлаждению. Полученный экструдат формуется в непрерывную ленту, которую затем разрезают на кусочки. На выходе из формующей насадки продукт вспучивается и взрывается за счет перехода из зоны высокого давления к атмосферному. Продукт на выходе может быть в виде гранул или иметь другую форму в зависимости от вида применяемой формующей матрицы.
Экструдированную жидкую муку применяют для приготовления высокобелковой пищи, например, при производстве напитков для детского питания.
Продукты из обезжиренного лепестка
Белый лепесток служит сырьем для получения большинства соевых белковых компонентов, а может использоваться в качестве самостоятельного коммерческого продукта. Его получают из пищевых сортов соевых семян, очищенных от оболочки, и обезжиривают гексаном.
При производстве обезжиренной соевой муки и крупы белый лепесток измельчают на молотковых дробилках или вихревых мельницах. При необходимости используют сита. В готовой муке увеличивается содержание белка по сравнению с семенами (в среднем с 41,1 % до 49,4 % при использовании необрушенных семян и до 53,9 % при производстве муки из семян, очищенных от оболочки).
Обезжиренная соевая мука должна быть подвергнута тепловой обработке перед употреблением. Это необходимо, не смотря на то, что для улучшения растворимости и функциональных свойств муки желательно иметь минимальную степень денатурации белка. Максимально допустимое содержание микроорганизмов составляет 50000 КОЕ/г, патогенные (сальмонеллы, стафилококки) не допускаются.
СОЕВЫЕ БЕЛКОВЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ
Содержание белка в соевых концентратах составляет не менее 65 и не более 90 % на с.в. В обычных соевых белковых концентратах, представленных на американском рынке, содержание т.н. сырого протеина составляет 65–72 %.
В процессе получения соевых белковых концентратов необходимо перевести белки в нерастворимое состояние и отмыть все растворимые вещества. Этого можно достичь тремя способами:
Схема производства соевого концентрата методом спиртовой экстракции
Для получения концентратов белка из обезжиренного лепестка используется специальное оборудование, например, непрерывно-противоточные цепные или ленточные экстракторы. Последующую сушку производят с применением вакуумной сушилки и измельчителя.
Если в качестве сырья используется мука, полученная из белого лепестка, ее смешивают с растворителем в соотношении 1:10, получая суспензию, которую концентрируют на декантерах, при необходимости повторно экстрагируют и затем сушат распылительным способом.
Кислотная промывка.
Большинство соевых белков – глобулины, нерастворимые в воде при рН = 4,5 (ИЭТ). По этому способу обезжиренный соевый лепесток промывают водой с рН 4,5 (для получения нужного рН используют соляную кислоту). При этом удаляются растворимые углеводы. Полученный продукт нейтрализуют и сушат распылительным способом. В результате несколько снижается содержание растворимых белков, но зато соевый концентрат имеет высокий индекс растворимости азота. Соотношение воды и лепестка или муки должно быть 10-20:1. Продолжительность экстракции составляет 30 – 45 мин. Для выделения твердой фракции с содержанием сухих веществ 20 % применяют декантеры или центрифуги. Получают тестообразную массу, которую обычно нейтрализуют раствором едкого натра до рН = 6,8 и сушат распылительным способом. Температура горячего воздуха на входе 157 0С, на выходе 86 0С.
Горячая промывка.
По этому способу из соевой муки и воды получают тестообразную массу, которую нагревают под давлением, чтобы денатурировать белки. Затем ее экструдируют для образования пористой структуры и промывают горячей водой.
Концентраты белков, полученные с использованием кислотной или горячей промывки, имеют более низкое содержание золы, что свидетельствует о более полном извлечении минеральных веществ. В концентратах остаются растворимые и нерастворимые углеводы (примерно 20 %). Соевые белковые концентраты выпускают в виде порошков или гранул.
ИЗОЛЯТЫ СОЕВЫХ БЕЛКОВ (ИСБ)
Известно много способов получения ИСБ, вернее, много технологических процессов. Предпочтение отдается технологии, основанной на глубокой переработке шрота, полученного после экстракции масла из семян (см. схему).
В некоторых технологиях промывку производят дважды, чтобы увеличить выход белка. Вода для промывки не должна быть жесткой.
В настоящее время производится большое количество изолятов, которые, как правило, поступают на рынок с определенными модификациями. Например, если они предназначены для использования в качестве заменителей молочных продуктов, их обогащают кальцием; если нужно увеличить плотность, их гранулируют; для повышения диспергируемости и снижения запыленности их лецитинируют. Есть изоляты гелеобразующие или не образующие гелей, с различным значением вязкости, созданы модифицированные соевые изоляты и т.п.
Схема получения ИСБ
Прогрессивным считается производство ИСБ с применением мембранных технологий (например, ультрафильтрации, обратного осмоса). Их преимущества :
Надо отметить, что производство соевых белковых изолятов является достаточно дорогим (из белого лепестка можно получить по массе лишь 1/3 соевого изолята). Однако, несмотря на высокие производственные затраты и высокую стоимость экономическая целесообразность производства соевых белковых концентратов определяется их хорошими потребительскими и функциональными свойствами. Это позволяет использовать их в различных продуктах питания, включая продукты детского питания, мясные продукты, замороженные десерты, сухие напитки, соусы сложного сырьевого состава.
СОЕВЫЕ БЕЛКОВЫЕ ГИДРОЛИЗАТЫ
На рынке появились сравнительно недавно. Их получают с помощью протеолитических ферментов (пепсина, папаина, бромелаина) животного, растительного и микробного происхождения. В результате ферментативного гидролиза уменьшается молекулярная масса соевых белков, при этом повышаются такие свойства, как взбиваемость и растворимость (в кислой среде).
При переработке соевых семян получают два побочных продукта, содержащих клетчатку. При использовании очищенных семян в производстве изолятов после центрифугирования остается нерастворимый осадок. Его обрабатывают, сушат и продают в качестве диетической клетчатки. Клетчатка содержится также в оболочках семян. Их очищают, оболочки стерилизуют, затем измельчают.
PAGE 1
Соевый лепесток после экстракции масла
Экстракция сахаров водным раствором спирта
одный раствор спирта
Выпарка
Соевый лепесток, пропитанный водным раствором спирта
Эестрактивные вещества сои в водном растворе спирта
Десольвантизация
Экстрактивные вещества сои
(соевая меласса)
Смесь спирта и воды
Дистилляция
Спирт
Вода
Соевый лепесток, пропитанный водой
Сушка
Вода
Концентрат соевого белка
Измельчение белого лепестка
Растворение белка
Удаление нерастворимой клетчатки центрифугированием
Соотношение БЛ:вода = 1:10-1:20
Температура 60 0С; рНводы=9-11
за счет добавления NaOH
Концентрирование белка осаждением соляной кислотой (рН=4,2-4,5) и механической декантацией
Промывка осадка (сгустка) водой и повторное концентрирование декантацией
Нейтрализация до рН=6,8 (добавление NaOH)
Распылительная сушка (tвх=157 0С; tвых=86 0С)