Инфракрасное оборудование, технологии, инжиниринг
Адрес:
info@pcstart.ru

Инфракрасная обработка полножирных соевых бобов

УДК 664.641.2. (045)

В.Б. Стребков, аспирант МГУПП, А.А. Андреева, студентка МГУПП, В.В. Кирдяшкин, к.т.н. доцент МГУПП,  

Инфракрасная обработка соевых бобов и оценка качества соевой муки полученной при различных видах обработки.

                                                                           

На рубеже нового тысячелетия в мире складывается тенденция посте­пенной    замены белков животного происхождения растительными, в ча­стности, из бобовых культур. Содер­жание протеина у бобовых намного выше, чем у злаковых.

Протеин бобовых содержит все не­заменимые аминокислоты. Соевые белки по сравнению с белками мяса содержат только немного меньше метионина, цистина, лизина, то есть относятся к наиболее ценным белкам растительного происхождения. Бога­ты бобовые растения и витаминами, участвующими в белковом обмене, и жирами, поэтому они особенно ценны для создания лечебно-профилактических продуктов для человека.

В то же время известно, что многие белки бобовых культур, и особенно сои, в сыром состоянии содержат естественные ядовитые вещества, представляющие опасность для здоровья. Это ингибиторы протеаз (трипсиновые ингибиторы), гемагглютенины, или лектины (белки, вызывающие выпадение в осадок эритроцитов  крови, нарушающие абсорбцию питательных веществ), уреаза, сапонины и другие,   вредные вещества. Шрот и мука, получаемые из сырой    сои, плохо хранятся и быстро приобретают привкус горечи, то есть испор­ченного жира. В сое содержатся олигосахариды, как и во всех бобовых   (горох, нут, чечевица), которые вызывают «метеоризм», то есть образование и скопление в пищеварительном тракте зловонных газов, таких как сероводород и метан.

К   настоящему времени наука разра­ботала достаточно методов, способов и технологических приемов для инак­тивации ядовитых антипитательных факторов. Са­мым простым и доступным методом является тепловая обработка.

На некоторых предприятиях приме­няют размол и последующее пропаривание бобов сои при давлении пара 0,3-0,5 МПа и температуре 120-140°С в течение 15—30 минут либо пропаривание с большим гидромодулем под дав­лением при температуре 105—110°С жидкой массы. Однако недостатки па­рового хозяйства и водяного прогрева хорошо известны. Они связаны с высо­кими давлениями и температурами «ос­трого» пара.

Процесс экструдирования предус­матривает перемешивание, измельче­ние и гидротермическую обработку массы при повышенном давлении. При выходе из экструдера происходит сброс давления, в результате чего про­дукт вспучивается, увеличивается в объеме, приобретает хорошую усвоя­емость. Однако, несмотря на высокие давление и температуру в рабочей ка­мере экструдера, необходимая сте­пень инактивации ингибиторов трипси­на не достигается.

Нельзя говорить о 90%-ной степени инактивации ингибиторов трипсина, что принято в практике тепловой обра­ботки сои, не связывая температуру и время, необходимое для этого. Время нахождения сои в рабочей камере эк­струдера при высокой температуре составляет всего 10—15 с. Но актив­ность ингибитора трипсина можно по­давить при разных температурах, на­чиная с 80°С, вопрос сводится лишь к времени, которое требуется для этого.

Так как была замечена биологичес­кая устойчивость ингибитора трипсина к высоким температурам, мы про­вели исследования по высокотемпе­ратурной инактивации ингибиторов трипсина.

 

 

 

 

Из практики применения стерилиза­ции известно, что при этом процессе, который продолжается при умерен­ных температурах довольно долго, сначала инактивируются ферменты, затем погибают микроорганизмы. При высокотемпературной кратковремен­ной стерилизации ферменты оказыва­ются более термоустойчивы, чем мик­роорганизмы. Поэтому при экструзионной обработке соевая жила сте­рильна, но из-за небольшого времени тепловой обработки ферменты в ней не теряют своей активности.

Новейшим способом гидротерми­ческой обработки является высоко­температурный инфракрасный нагрев, который стал возможным в практике с появлением на российском рынке обо­рудования 000 ПК Старт. Используя высокотемпературную инфракрасную обработку, мы нагревали сою до 100-170°С и выдерживали ее при этой тем­пературе в течение 1—15 минут, то есть находили то соотношение температу­ры и времени обработки, при котором подавление ферментативной активно­сти достигает необходимого по стан­дарту уровня, а растворимость проте­ина уменьшается на минимально воз­можную величину.

Общеизвестно, что при перегреве биологического материала белки те­ряют свою растворимость, а значит и плохо усваиваются организмом. Из­лишняя жесткость режима термичес­кой обработки приводит к частичному разрушению аминокислот и гидроли­зу жира. Наши исследования показа­ли, что даже кратковременный про­грев сои (60—80 с) до температуры выше 150°С приводит к резкой потери растворимости протеина соевого шрота. В таблице представлены дан­ные различных режимов инфракрас­ного нагрева и показателей качества соевых бобов, полученные нами со­вместно с испытательным центром ВНИТИптицеводства. (табл. 1)

Таблица 1

Показатели питательности соевых бобов при разных режимах ИК-нагрева

 

Режим обработки

Сырой протеин, %

Растворимый протеин, %

Активность уреазы, рН

Исходный

 

34,87

 

97,68

 

2,19

1

35,29

96,49

1,35

2

34,87

96,15

0,56

3

35,44

95,32

0,31

4

35,30

94,19

0,11

5

33,90

70,90

0,08

6

32,03

59,60

0,03

 

Изменяя режимы обработки (темпе­ратуру и время ее воздействия), мы по­лучили данные для высококачествен­ной обработки сырых соевых бобов с потерей растворимости белка 3—5% от исходной с достаточной степенью ингибирования протеаз (образец №4). Образец №5, любезно предоставленный нам на  выставке «Роспродмаш 2002» фирмой ЕСО (Украина), теряет около четверти растворимого протеи­на. Образец №6 убедительно показы­вает неправомерную жесткость режи­ма тепловой обработки.

Исследования показали, что при температуре зерна сои ниже 115°С в течение 5-10 минут подавление инги­биторов трипсина не наступает, но активность его падает в 4-8 раз. На­грев сои до 120-130°С и выдержке ее 5-10 минут позволяет достичь хоро­шего результата. Обработка при тем­пературе выше 130°С в течение 5-10 минут вызывает снижение количества растворимого протеина на фоне нео­правданной величины ингибирования активности уреазы (образец №6).

Инфракрасная обработка сои раз­работанным нами способом позволя­ет добиться необходимой степени разрушения ингибиторов трипсина и других антипитательных факторов, не ухудшая растворимости белков сои, придать ей приятный вкус и аро­мат. При данном способе обработки соя вспучивается, структура ее раз­рыхляется, прочность уменьшается в 3—4 раза. Количество олигосахаридов уменьшается. Отсутствует как внешняя, так и внутренняя микро­флора.

           Найденные режимы ИК-обработки соевых бобов позволяют сохранить растворимость белка, снизив содержание антипитательных элементов до минимального количества. Соевые бобы, обработанные при оптимальном режиме, размалывали и обезжиривали. Кафедрой «Технология продуктов длительного хранения» Московского Государственного Университета пищевых производств совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом мясной промышленности и ООО «ПК СТАРТ» проводили оценку качества полученной муки и возможность применеия ее в мясопродуктах. Кроме того, проводили сравнительную оценку полученной нами муки и муки, обработанной с помощью СВЧ, а также  текстурированной, вырабатываемой по    ТУ 9293-032-46715365-01.

Мука текстурированная была представлена фирмой ООО «Торговый дом Ярмарка». Мука  соевая, СВЧ обработанная была представлена кафедрой «Технология колбас и полуфабрикатов» ВНИИМП им. В.М. Горбатова.

 Определяли органолептичские свойства, химический состав и  функционально-технологические показатели, которые представлены в  таблице 2.

Таблица 2

 

Показатель

ИК-обработанная

ООО «ПК Старт»

СВЧ-обработанная

(ВНИИМП)

Текстурированная

(«СояПротеин»)

ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ

Цвет

Темно-желтая

Темно-желтая

Светло-желтая

Вкус

Слабо-сладковатый, с ореховым привкусом

Приятный,

слабо-сладковатый

Приятный, сладковатый.

Запах

Приятный, слабо-ореховый

Нейтральный

Характерный запах соевых бобов.

ФИЗИКО-ИМИЧЕСКИЕ

Влага,%

12,0

6,4

4,3

Сырой протеин, %

48

48,3

52,9

Сырой жир, %

2,0

1,56

0,72

Перевариваемый протеин, %

90,0

26,95

9,92

Активность уреазы, %

0,1

0,12

0,05

Олигосахариды, %

Раффиноза

Стахиоза

 

0,897

1,734

 

1,076

2,194

 

1,356

2,629

ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

Водосвязывающая способность ,%

350

225

300

Жиросвязывающая способность,%

140

80

88

Эмульсионная стабильность, %

118

60

68

Способность к гелеобразованию с

дист.водой, г. на 100 мл.

31,0

15,9

45,0

Жироэмульгирующая способность,%

100

60

60

Соевая мука, полученная  с применением ИК-нагрева обладает слабо-ореховым запахом и привкусом в отличии от тектурированной и

СВЧ-обработанной муки. Перевариваемый протеин у ИК-обработанной сои в 9, а у СВЧ  в 3 раза выше, чем у текстурируемой. Содержание таких олигосахаридов, как раффиноза и стахиоза снижено  в 1,5-1,8 раза. По функциональным свойствам лидирует  соя, обработанная ИК-излучением. Стабильность эмульсии при нагреве, водо- и жиро-связывающая  способность  имеют более высокие показатели.

Для оценки влияния муки  тектурированной, СВЧ и ИК обработанной на выход готового продукта были выработаны образцы полукопченой колбасы, сарделек и вареной колбасы. Во всех случаях в фарш вводили 10% гидратированного продукта (помол 1,5 мм) и 5% в сухом виде (помол 0,5мм). Для продуктов помола 1,5мм определяли степень влагоемкости при температуре 20°С,  которая представлена в таблице 3.

Таблица 3

Наименование муки

Соотношение «ПРОДУКТ: ВОДА»

Мука соевая

1:3

Мука соевая СВЧ-обработанная

1:2,5

Мука соевая ИК-обработанная

1:4

 

Добавленная вода для колбас – 50%, для сарделек – 60%.  Определяли эффективную вязкость в фарше вареной колбасы и сарделек, а в готовом продукте – предельное напряжение среза, представленного в таблице 4.

Таблица 4

Наименование муки

Градиент скорости, с‾‾1

Эффективная вязкость, ή эф, Па*с

Предельное напряжение среза σ ср, Па

 

 

Колбаса

Сардельки

Колбаса

Сардельки

Текстурированная мука

0,9

366,5

337,8

30,52

27,18

Соевая СВЧ-обработанная

0,9

215,4

187,3

25,91

20,32

Соевая ИК-обработанная

0,9

400,3

385,3

28,34

26,42

 

Колбасы и сардельки имели хорошую консистенцию, соответствующую нормативной документации, но менее выраженный вкус по сравнению с продуктами из текстурированной  и СВЧ обработанной муки. Менее выраженный вкус обусловлен большим содержанием связанной влаги  (как воды,  добавляемой при гидратации, так и за счет сочности фарша).  Выход колбасных изделий с соевой мукой, полученной с применением ИК-обработки  увеличивается на 5-8%  по сравнению с текстурированной мукой и на 12-14% по сравнению с СВЧ-обработанной (таблица 5).

Таблица 5

 

Наименование продукта

Выход, %

Из текстурированной муки

 

Из СВЧ-обработанной

 

Из ИК-обработанной муки

 

Колбаса п/к

90,0

75,0

100,0

Колбаса вареная

144,5

120,0

150,0

Сардельки

147,0

125,7

165,0

 При получении больших выходов колбасных изделий из соевой муки полученных с применением ИК обработки, рекомендуется вводить вкусоароматические добавки.

  Таким образом, соевую муку, полученную ИК-обработкой соевых бобов, можно использовать как заменитель мясного фарша.  Вкус  и запах привлекут внимание производителей потребителей к этому продукту, даже тех, кто использовал до этого дорогие текстураты. Следует также отметить  высокую пищевую ценность (перевариваемость) соевого белка у продукта.

 

 

 

Связаться с нами
Адрес:
info@pcstart.ru
График работы:
Понедельник-пятница 9:30 - 18:00
Инфракрасные сушилки, микронизаторы