Ботаническая характеристика и биологическая особенность сои

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ботаническая характеристика и биологическая особенность сои



Содержание

Урок 1. Тема: Введение

Урок 2. Тема: Морфологические особенности. Особенности роста и развития зернобобовых культур. Биологические основы возделывания зернобобовых культур. Морфологические особенности. Факторы формирования урожая, их регулирование

Урок 3. Тема: Ботаническая характеристика и биологическая особенность сои

Урок 4. Тема: Химический состав семян сои

Урок 5. Тема: Краткая характеристика основных продуктов переработки семян сои

Урок 6. Тема: Получение соевого масла. Механический отжим масла. Экстракционный метод получения соевого масла

Урок 7. Тема: получение жирной и обезжиренной соевой муки и крупы. Технология производства соевой крупы и муки

Урок 8. Тема: Производство соевых белковых концентратов. Получение изолятов соевых белков

УРОК 9. Тема: Производство неферментированных и ферментированных соевых продуктов

УРОК 1. Тема: Введение

Важнейший компонент научно обоснованных рационов кормления - растительный белок. Производство растительного белка - основная задача современного пищевого производства, а увеличение его ресурсов - одно из необходимых условий.

Достижения современной науки позволили установить не только общую потребность в белке в рационах человека, но и выявить роль аминокислот в питании человека и способы балансирования рационов. Аминокислотный состав белков зерна, плодов, зеленой массы и других хозяйственно ценных частей разных растений и продуктов их переработки, как их биологическая ценность, весьма различен. Для балансирования пищевых продуктов по аминокислотному составу, без чего нельзя достигнуть максимального выхода продукции на единицу затраченного продукта требуются разные источники кормового белка.

Важнейшим источником биологически ценного кормового и растительного белка и особенно ряда дефицитных аминокислот, прежде всего лизина, являются зернобобовые культуры. Зерно кормовых зернобобовых культур и продукты его переработки содержат от 20 до 50% белка. Для сравнения укажем, что зерно злаков содержит белка от 7 до 18%, а кормовое зерно обычно менее 12%. Белки семян зернобобовых культур богаче лизином в расчете на весовую единицу белка по сравнению со всеми видами зерна злаков. С помощью зерна многих бобовых культур можно балансировать комбикорма не только по общему содержанию белка на кормовую единицу, но и по содержанию в нем лизина - источника растительного белка.

Соя содержит полноценные белки, практически не уступающие по питательности и пищевой ценности белкам животного происхождения.

Продукты из сои являются продуктами лечебно-профилактического назначения:

1. наличие лецитина, принимающего важное участие в обмене жиров в печени и способствующего их сгоранию;

2. уменьшает синтез холестерина;

3. регулирует правильный обмен и всасывание жиров;

4. обладает желчегонным действием.

Немаловажно также и то, что соевые продукты являются источником пищевой диетической клетчатки, которой обеднен рацион современного россиянина.

Продукты из сои включены в национальную антираковую программу США и ряда других стран, рекомендуются в программах борьбы с последствиями ядерных взрывов и аварий на атомных электростанциях, и именно с их повседневными потреблениями связывают существенно более низкие уровни заболеваемости в странах Юго-Восточной Азии сердечно-сосудистыми и онкологическими заболеваниями типичными для стран Запада, а также более высокую продолжительность жизни и более длинный период активного долголетия в этих регионах земного шара.

По данным Института питания РАМН, Института Спорта и Научно-практического медицинского центра Вегетарианского Общества натуральные продукты из сои могут быть рекомендованы при следующих заболеваниях: атеросклероз, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, реабилитационный период после перенесенного инфаркта миокарда, хронический холецистит, сахарный диабет, ожирение, патология опорно-двигательного аппарата (артриты, артрозы), аллергические заболевания.

Белок основной строительный материал мышц. Соевый белок по своей биологической ценности приравнен к мясному белку. Это значит, что суммарное содержание аминокислот в нем достаточно, чтобы обеспечить все метаболические циклы в организме человека. В текстурированных соевых продуктах содержание белка достигает 70%, а в изолятах до 92%. Профессор Института медицины и спорта (Бухарест) показал, что ежедневное введение в течение 8 недель в рацион спортсменов 1,5 грамм изолированного соевого белка на килограмм массы во время тренировок оказывает положительные эффекты. При этом увеличивается масса тела, уменьшаются жировые отложения, повышается уровень гемоглобина и концентрация белка в сыворотке крови, и что немаловажно уменьшается чувство усталости после тренировок. В различных количествах соевый белок входит в большинство смесей для культуристов. Однако белок не единственная сильная сторона сои. В сое содержаться жирные полиненасыщенные кислоты, которые незаменимы для человеческого организма. Одна из выполняемых ими функций связывание и выведение холестерина, что особенно актуально при употреблении значительных количеств животной пищи. Сама соя холестерина не содержит, и это усиливает защитное действие на стенки кровеносных сосудов. Углеводы основной источник энергии для мускулатуры. В сое содержатся сложные углеводы, которые, постепенно расщепляясь в пищеварительном тракте, поступают в кровь и длительно обеспечивают необходимую концентрацию глюкозы в крови.

Соя как культивируемая человеком сельскохозяйственная культура имеет очень древнюю историю. Первые документальные свидетельства об использовании этого растения человеком относятся к 11 веку до н.э. Значение этого продукта в питании открыли народы, населявшие в то время северо-восточную часть Китая, более того, в древнем Китае соя была отнесена к пяти священным культурам. К началу нашей эры соевые бобы получили распространение уже на всей территории Китая и Корейского полуострова. Первая японская историческая ссылка о сое датирована 712 годом, а в конце 15 века соевые бобы широко распространились на территориях, занимаемых нынешними Индонезией, Филиппинами, Вьетнамом, Таиландом, Малайзией, Бирмой, Непалом и Северной Индией. Со временем соя стала краеугольным камнем в питании азиатских стран. Изобретательные повара создали множество продуктов, что значительно повысило питательность и разнообразие восточной кухни. Блюда, изготавливаемые из сои (такие как «мисо», «тофу», «темпи»), имеют мало общего с собственно соевыми бобами как по внешнему виду, так и по вкусу. Поэтому первые европейцы, посетившие Китай и Японию в средние века (например, Марко Поло), не упоминают в своих дневниках соевые бобы как сельскохозяйственную культуру. В 1665 году испанский путешественник Доминго Наваррет подробно описывает «тофу» как наиболее распространенное в Китае - соевый соус.

В конце 17 века соевый соус становится активной торговли между Востоком и Западом, а в 1712 году голландский врач Энгельберт Кампфер, живший в Японии в 1691-92 годах, издает книгу, содержащую подробное описание соевых бобов и рецепты приготовления соевого соуса и «мисо». Эти исторические события окончательно подтвердили, что западный мир принял сою как продукт питания. В 18 веке предпринимаются попытки культивирования соевых бобов в Европе. Первые соевые посадки были организованы в 1737 году в Голландии и в 1739 году недалеко от Парижа. Однако получаемый в этих местах урожай использовался скорее в научных целях (описание и изучение), нежели для производства продуктов питания.

Первые соевые плантации промышленного типа были организованы в 1804 году в Югославии (г. Дубровник). Выращенные там соевые бобы уже использовались для питания человека и откорма домашних птиц.

Преимущества продуктов содержащих соевый белок, интерес к соевым бобам и продуктам их переработки в мире никогда не угасал, а сегодня он вспыхнул с новой силой, что обусловлено тем, что и сегодня соя удовлетворяет самым строгим критериям, предъявляемым к продовольственным культурам наукой о питании.

Химический состав соевых бобов:

1. Белок- 40%

2. Жиры- 20%

3. Углеводы- 20%

4. Вода- 10%

5. Грубая клетчатка- 5%

6. Зола- 5%

Соевые белки являются поистине уникальными для растительных протеинов, так как состав их незаменимых аминокислот почти идентичен составу белков животного происхождения. Именно поэтому во всем мире соя и продукты из нее используются в качестве ингредиентов или полных заменителей грудного женского молока и включаются в состав других специализированных продуктов детского питания. Уже только благодаря идеальному соотношению жирных полиненасыщенных кислот, а также отсутствию холестерина продукты из сои являются продуктами лечебно-профилактического назначения. Но они также уникальны и по достаточно высокому содержанию лецитина-фосфолипида особой структуры, играющего чрезвычайную роль в функционировании биологических мембран. Наличие лецитина, который принимает важное участие в обмене жиров холестерина в организме, оказывает активное липотропное действие, уменьшает накопление жиров в печени и способствует их сгоранию, уменьшает синтез холестерина, регулирует правильный обмен и всасывание жиров, обладает желчегонным действием. Вследствие того, что натуральные продукты из сои не содержат лактозу и холестерин, их предназначение распространяется на специальное и диетическое питание, особенно, для детей и людей пожилого возраста.

Они незаменимы в диете лиц, страдающих пищевой аллергией на животные белки и в частности непереносимостью молока, лиц, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, являются уникальным диетотерапевтическим средством для больных диабетом и, безусловно, должны быть включены в рацион людей, страдающих ожирением, а также широко использоваться в профилактике этих распространенных в современном обществе недугов. Особенно ценно наличие в продуктах из сои витаминов группы В, Д, и Е, иначе называемых витаминами антистарения и долголетия, и микро- и макроэлементов, среди которых особенно важно наличие находящегося в биоусвояемом виде железа, кальция, калия и фосфора и уникального комплекса других важнейших биологически активных природных компонентов.

Поэтому регулярное употребление этих продуктов делает их необходимейшим компонентов диеты при железодефицитных анемичных состояниях. Немаловажно также и то, что соевые продукты являются источником пищевой диетической клетчатки, которой также обеднен рацион современного человека на пост советском регионе. Правда, ее содержание в продуктах из сои не позволяет восполнить необходимую суточную потребность взрослого человека, но позволяет снизить ее дефицит в рационе, и даже при имеющемся уровне содержания позволяет проявить сорбционные, детоксифицирующие свойства интенсифицировапть обменные процессы в организме. Возможно, что все перечисленные выше эффекты основаны не столько на содержании отдельных, рассматриваемых ниже физиологически активных веществ, а тем, что они представлены в них в определенном сочетании и соотношении, обеспечивающем синергизм и их комплексное и разностороннее воздействие на организм. На этом основании соевые продукты можно рекомендовать многим категориям населения и, прежде всего детям и пожилым людям-наиболее незащищенным в социальном отношении слоям населения современного общества. По нашему мнению, также как и везде в мире, они должны занять свое место в:

а) системе общественного питания детских дошкольных, школьных и студенческих столовых;

б) больницах, санаториях, пансионатах, домах ветеранов и других лечебных учреждениях;

в) системах армейского питания;

г) использовании в питании спортсменов всех уровней и людей, проводящих коррекцию своей фигуры;

д) рекомендован для широкого применения в общественном питании работников интенсивного физического (заводы, металлургические комбинаты, шахты и пр.) и напряженного умственного труда;

е) зонах заражения радиоактивными веществами. При этом интересно, что может быть достигнут эффект не только калорийного наполнения рациона, но и существенный оздоровительный эффект.

В многочисленных медико-биологических исследованиях выявлены, и строгими научными данными доказаны механизмы такого необычайно полезного и разнообразного воздействия соевых бобов и продуктов из них на организм.

Мировыми лидерами в производстве сои являются США, Аргентина, Бразилия, Китай, Индия, в которых посевные площади под этой культурой составляют 40, 19, 10, 13 и 9 от мировых, соответственно. В Европе собственное производство сои невелико и составляет только 1,5% от мирового урожая. В США в 1998 году выращено свыше 75 млн. тонн сои-максимально выращенный урожай за все годы.

В России производство сои не составляет значимого направления в сельскохозяйственном производстве страны.

УРОК 2. Тема: Морфологические особенности. Особенности роста и развития зернобобовых культур

Биологические основы возделывания зернобобовых культур

Зернобобовые культуры относятся к семейству бобовых (Fabaceae), (Fabaceae Lidi), ботанического порядка бобовоцветных (Fabales Nakai).

Группа зернобобовых культур представлена довольно большим числом весьма отличных друг от друга видов. К ним относятся: горох, вика, кормовые бобы, фасоль, чечевица, чина, нут, люпин и другие, которые характеризуются, прежде всего, высоким содержанием биологически ценного, хорощо усвояемого белка в семенах и других органах.

Выращивают эти виды с целью получения богатого белком зерна, некоторые из них возделывают и на зеленую массу.

Морфологические особенности

На поверхности семени зернобобовых культур легко различается ряд образований, играющих важную роль в начальные стадии его развития. Семенной рубчик-след от так называемой семяножки, благодаря которой семя было прикреплено к стенке завязи материнского растения. Рубчик обычно хорошо выделяется на поверхности семени и у разных видов бобовых имеет различные формы, окраску, величину и положение. Например, у семени гороха он значительно короче, чем у вики. Рубчик не покрыт кутикулой, поэтому через него легче всего проникает вода при набухании.

У некоторых форм гороха рубчик прочно срастается с семяножкой и после обмолота остается небольшое шиповидное образование, представляющее собой остаток семяножки. Это признак, получивший название «тенакс», присущ неосыпающимся сортам гороха, у которых при растрескивании бобов семена остаются прочно связанными со створками боба. С одной стороны рубчика находится точечное отверстие-семявходной след, или микропиле, место проникновения в семяпочку пыльцевидной трубки при ее оплодотворении. Наиболее явственно микропиле видно у семян фасоли.

Под семенной кожурой находятся две семядоли-наиболее крупная часть зародыша. Семядоли легко раскрываются с одной стороны, но с другой, прилегающей к семенному рубчику, они соединены.

У зернобобовых культур семена по форме, окраске и крупности весьма разнообразны.

По величине и форме семян выделяют три группы: мелкосемянные (v. Minor Beok.), среднесемянные (v. Eqina Pers.), и крупносемянные (v. Major Harz.).

1 группа. У мелкосемянных бобов масса 1000 семян составляет 200…450 г, растения обычно высокорослые, вегетационный период длится 105…140 дней.

2 группа. У среднесемянных масса 1000 семян 500…700 г, вегетационный период 110…140 дней.

3 группа. Крупносемянные формы имеют массу 1000 семян 800…1300 г и низкое прикрепление бобов, они наиболее скороспелые, вегетационный период 95…105 дней. Крупносемянные бобы выращивают как овощноек растение, в полевой культуре-мелкосемянные и среднесемянные формы.

Семена зернобобовых культур весьма специфичны как объект сушки. Продолжительность их сушки меньше, чем у зерна злаковых.

Все зернобобовые культуры в процессе сушки склонны к растрескиванию. Это вынуждает использовать мягкие режимы сушки. Температура нагрева семян не должна превышать 35-45⁰С, а снижение влажности за 1 пропуск не должно превышать 3-4%.

Корень у зернобобовых стержневой, довольно глубоко проникает почву-до 1,2-1,5 м, у люпина-до 2 м, с большим числом боковых ответвляющихся корней, расположенных преимущественно в пахотной хорошо удобренном и разрыхленном слое почвы.

На корнях образуются крупные клубеньки.

Листья зернобобовых относятся преимущественно к сложным образованиям всходов и строению листьев, растения разделяют на 3 резки, отличающие группы:

1. тройчатыми листьями (фасоль);

2. пальчатыми (люпин);

3. перистыми, которые, в свою очередь, бывают парноперистыми (горох, чина, чечевица, кормовые бобы, вика) и непарноперистыми (нут).

При это у растений с тройчатыми листьями 2 первых-простые.

Листья зернобобовых бывают голыми, слабо опущенными или, наоборот, сильноопушенными, мохнатыми (вика мохнатая).

В основании листьев часто имеются небольшие листочки, называемые прилистниками. Размеры и форма их наряду с листьями - видовой признак.

Высота стебля значительно варьирует в зависимости от почвенно-климатических условий и колеблется в пределах: от 20-60 см у чечевицы, фасоли, нута, чины до 60-150 см у гороха, вики, бобов. Кроме того, одни культуры (горох, нута, чина) имеют тонкий, с незначительной сопротивляемостью на изгиб стебель, что приводит к сильному полеганию всей растительной массы, вторые имеют прямостоячий, менее полегающий стебель (чечевица, бобы) или прямостоячий с разваливающимися ветвями и низким прикреплением бобов (у фасоли), третьи отличаются прямостоячим, неполегающим стеблем со сравнительно высоким прикреплением бобов (нут, люпин).

Цветки в коротких кистях (2…12 в кисти) размещаются в листовых узлах по всему стеблю. Окраска цветков белая, реже розоватая с черным пятном на крыльях. Бобы крупные, содержат 3…6 семян, при созревании приобретают бурую или черную окраску. Семена сильно различаются (длина 0,7…3,0 см). Окраска семян желтая, зеленая, черно-фиолетовая и бурая.

Объединяющая уникальная биологическая особенность этой группы растений - азотфиксирующая способность в симбиозе с клубеньковыми бактериями, обеспечивающая значительную часть собственной потребности в азоте.

Большинство зернобобовых культур хорошо использует труднодоступные минеральные соединения почвы, что делает их относительно менее требовательными к минеральным удобрениям.

У зернобобовых культур семена не имеют собственного эндосперма - запасные питательные вещества, необходимые зародышу на первых этапах развития, содержаться в его семядолях.

В процессе прорастания семян у одних растений семядоли выносятся на поверхность, у других остаются в почве.

К группе зернобобовых культур, не выносящих семядоли на поверхность, относятся горох, кормовые бобы, вика, чина, чечевица, нут. У них сразу же появляются настоящие листья, сходные с типичными, но с меньшим числом листочков в них.

Общая продолжительность периода прорастания и появления всходов у разных культур колеблется от 3-6 дней при физиологически минимальных до 20-35 дней при минимальных температурах.

Цветение начинается с нижней части стебля вверх и происходит длительное время. Продолжительность цветения зависит главным образом от погодных условий, сроков и густоты посева. У зернобобовых культур только около 15-30% цветков достигают фазы формирования бобов.

Количество завязавшихся зерен на каждый боб - относительно стабильный сортовой показатель. Величина, форма и другие особенности строения боба сильно варьируют и могут служить признаками для их видового отличия.

Семена созревают неравномерно. В процессе формирования зерна вегетативная фаза не запрещается. Рост стеблей и листьев может продолжаться почти до самой уборки, особенно если выпадает обильное количество осадков, и на одном растении можно встреть одновременно сформировавшиеся бобы и только распустившиеся цветки.

Факторы формирования урожая, их регулирование

У зернобобовых культур различают следующие основные фазы развития: всходы, образование бутонов, цветение, созревание.

Нормальное прохождение их связано с определенными требованиями к факторам внешней среды.

Требования к свету. Недостаток света вызывает усиленный рост стеблей, вытягивание их, раннее полегание, слабое развитие корневой системы, плохое цветение и плодоношение, уменьшение содержания белков, сахаров, крахмала, определяющих основную ценность урожая.

Потребность в освещенности в различные фазы развития растений неодинакова: в молодом возрасте они лучше переносят затенение, чем в более поздние периоды жизни.

Наряду с интенсивностью освещения на развитие растений большое влияние оказывает его продолжительность, или соотношение длины дня и ночи.

Оптимальные температуры, необходимые для развития зернобобовых культур в обычных полевых условиях, на всех этапах их развития превышают биологически минимальные на 5-10⁰С. Хозяйственно благоприятные оптимальные температуры для каждой культуры и каждого периода ее развития нельзя представлять постоянными, он и подвержены колебаниям, находясь во взаимной зависимости с другими факторами среды.

Раннеспелые сорта требуют меньшую сумму эффективных температур, позднеспелые - большую. Сумма температур для раннеспелых сортов гороха колеблется в пределах 1000-1350⁰С, для среднеспелых-1350-1500⁰С, для позднеспелых-1550-1650⁰С, для фасоли соответственно 1500, 1700 и 2000⁰С.

Всходы большинства зернобобовых культур выносят кратковременные заморозки до 6-7⁰С. Люпин белый, чечевица являются среднеустойчивыми к заморозкам, фасоль самой устойчивой-всходы ее повреждаются при температуре-0,5-1,5⁰С.

Генеративные органы растений менее устойчивы к низким температурам, чем вегетативные, легко повреждаются даже слабыми заморозками.

Требования к влаге. Вода в растениях содержится в свободном и связанном виде. Общее содержание воды в клетках гороха и бобов 85-87%, чины-83-84%, нута - 78%.

В покоящихся семенах обычно 12-17% влаги.

Первые признаки жизнедеятельности семена проявляет при увеличении содержания воды до 20-25% от их массы. Но для полного набухания, прорастания и начала ростовых процессов горох, бобы требуют 100-110% влаги от их массы, фасоль-104%, чечевица, вика - 75%, несколько меньше нут, чина. Наиболее влаголюбивы кормовые бобы, горох и вика, которые наивысшие урожаи зерна и зеленой массы обеспечивают в районах с влажным климатом, где за май-июнь выпадает 160-190 мм осадков. Вместе с тем очень высокая влажность усиливает развитие корневых гнилей, вызывает подпревание массы, задерживает наступление бутонизации и цветения.

Высокая потребность во влаге у кормовых бобов, гороха и вики наблюдается до фазы цветения. В последующие периоды она снижается, а дождливая погода во время формирования и налива зерна отрицательно оказывается на урожай, особенно гороха и вики.

Требования к почве. Среди зернобобовых культур наиболее требовательны к почвам фасоль, кормовые бобы и продовольственный горох. Высокие урожаи этих культур получают на черноземах, темно-серых лесных или хорошо окультуренных других почвах. Благоприятны для культур среднесвязые суглинки и супеси, содержащие достаточные количества питательных веществ, особенно фосфора, калия и кальция, а также усвояемого молибдена, магния и бора. Тяжелые, слишком плотные и кислые почвы, склонные к заплыванию, непригодны для этих культур. На уплотненных почвах корни располагаются поверхностно и основное преимущество зернобобовых культур перед злаковыми - глубокое проникновение корней-сводится к минимуму. На таких почвах сильно подавляется деятельность клубеньковых бактерий, которые очень чувствительны к повышенной кислотности и недостаточной аэрации.

Особенности агротехники. В севообороте бобы размещают после озимых и яровых зерновых культур, а также после пропашных-картофеля, кукурузы на силос. Не следует возвращать их на прежнее поле ранее чем через 5 лет.

На формирование 1 т семян затрачивается, кг: N - 60…70, P₂O₅ - 15…20, K₂O_-40…45, CaO - 23…28 и MgO - 18…22. Нормы фосфорно-калийных удобрений определяют, исходя из выноса элементов питания с планируемым урожаем и содержания их в почве.

Кормовые бобы высевают в самые ранние сроки. Применяют как широкорядный (междурядья 45 и 60 см), так и обычный рядовой посев (15 см). При широкорядном посеве на 1 га высевают 400…500 тыс. всхожих семян, а при рядовом-600…700 тыс.

Перед уборкой семенных посевов кормовых бобов целесообразно проводить десикацию, которая ускоряет созревание и подсушивает растения, улучшая условия для однофазной уборки. Десикацию проводит препаратом реглон супер. Обработку десикантами проводят, когда на растениях почернеет 70…80% бобов.

Кормовые бобы убирают прямым комбайнированием в фазе полной спелости.

УРОК 3. Тема: Ботаническая характеристика и биологическая особенность сои

Соя относится к семейству бобовых, подсемейству мотыльковых.

Ботаническая характеристика. Культурная соя-травянистое однолетнее растение, с грубым стержневым, сравнительно коротким главным корнем и большим количеством длинных боковых корней, которые доходят в почве до 2 м. Главный корень толще боковых лишь в верхней части на расстоянии 10-15 см от поверхности почвы. Тонкие корешки составляют около 60% корней, что указывает на мощность корневой системы.

Основная масса корней залегает в пахотном слое. На главном и баковых корнях образуются клубеньки, которые представляют собой разросшуюся под влиянием бактерий ткань корня. Они поглощают из атмосферы молекулярный азот и переводят его в доступную для растения форму. В нормальных условиях на одном растении образуется 25-50 клубеньков.

Стебель и ветви-прямые или коленчатые, различные по толщине. Сорта сои с толстыми стеблями используются на семена, с тонкими - на зеленую массу и сено. Тонкостебельные формы склонны к полеганию. В период вегетации стебли у различных сортов имеют зеленую или антоциановую окраску. Стебель опушенный, окраска от серо-белой до жёлто-бурой.

Листья очередные, перистосложные, преимущественно опушенные, тройчатые, реже с четырьмя-пятью листочками различной формы: узковытянутой, линейной, овальной, яйцевидной и сердцевидной. Первые два листочка - супротивные. При созревании у большинства сортов листья опадают.

Цветки мелкие, пятилепестковые, обычно без запаха, собраны в короткую малоцветковую или длинную многоцветковую кисть, расположенную в пазухах листьев.

Количество цветков в кисти от 2 до 20. Окраска венчика у большинства сортов белая или фиолетовая. Тычинок - десять. Растение самоопыляющееся. Бобы прямые, изогнутые, серповидные, плоские или выпуклые, опушенные, редко голые, длиной до 5 см, светло-серой, серой, бурой, коричневой, светло-коричневой и черной окраски. На растении бывает от 10 до 400 бобов. Количество семян в бобе-от одного до четырех. Высота прикрепления нижних бобов варьируется от 3 до 30 см. Семена шаровидные, овальные, продолговатые и промежуточные между ними, плоские и выпуклые. Семена сои по окраске бывают черные, коричневые, зеленые и желтые различных оттенков, а также двухцветные: коричневые, черные или зеленые с желтым, зеленые с коричневым или черным, коричневые с черным пигментом.

Масса 1000 семян составляет от 40 до 50 г. Семядоли бывают желтой и зеленой окраски. Рубчик по форме - овальный, линейный и клиновидный, а по размеру - крупный, средний и мелкий, длиной от 1,5 до 6 мм и шириной от 0,5 до 1,3 мм. Окраска рубчика желтовато-белая, коричневая, темно-коричневая, черная; светло-коричневые рубчики, как правило, свойственны сортам с белым опушением, а коричневые - рыжим.

Отношение к температуре. Соя-культура теплолюбивая. Для успешного роста и развития растений сои требуется значительное количество тепла и влаги. За вегетационный период (от прорастания семян до полного их созревания) сумма активных температур должна составлять 1600-3000⁰С при среднесуточной температуре 16-17⁰; минимальная температура прорастания семян сои 8⁰. Жизнеспособные всходы появляются при температуре 10-12⁰ на 15-16 день, а при 20⁰ - на 6-7 день.

Всходы переносят понижения температуры до -2⁰.

Соя устойчива как к очень высоким, так и к низким температурам. Она лучше переносит заморозки.

При легких заморозках не повреждаются ни молодые, ни близкие к созреванию, растения. Они устойчивы также к высоким температурам, но все же скорость роста при температуре выше 37,8⁰ значительно уменьшается.

В полевых условиях всходы начинают появляться в среднем на 5-7 день после посева, глубины заделки семян, влажности почвы и температуры. Среднесуточная температура 18-19⁰ благоприятна для формирования репродуктивных органов сои, а 21-23⁰-оптимальная для цветения - минимальная 16-18⁰, благоприятная 19-21, оптимальная 22-25 и максимальная-свыше 28⁰ для формирования бобов и семян соответственно 13-14, 17-18 и 20-23⁰, для созревания 8-9, 13-16 и 18-20⁰.

Отношение к свету. Соя-растение короткого дня и особенно отзывчива к изменениям светового режима. Достаточно двух-трех коротких дней в фазе всходов, чтобы значительно ускорить процесс цветения и вызвать биологические изменения у многих сортов сои. Даже небольшое удлинение дня задерживает цветение и способствует вегетативной массы растений.

Отношение к продолжительности дня является основным признаком приспособления сорта к географическому району выращивания.

В благоприятных условиях длины светового дня соя требует очень сильной интенсивности освещения. Растения при слабом постоянном освещении не зацветают. При недостаточном освещении отдельных веток или всего нижнего яруса растении, что бывает при сильном загущении посевов и полегании, преждевременно опадают и желтеют листья. Максимальный урожай сои получается при мощном освещении растений в конце цветения и начале формирования бобов. Высокая интенсивность света влияет на увеличение массы клубеньков на корнях сои.

Отношение к влаге. Соя - влаголюбивое растение. Поэтому на сухой почве глубина заделки семян должна быть больше. Количество влаги, необходимой для прорастания семян сои, равно приблизительно 50% массы семян. Избыточная влажность неблагоприятна для прорастания семян. Засуху соя переносит в течение некоторого времени без особых повреждений, но чувствительна к ней в период прорастания семян и появления всхожести. Недостаток и избыток влаги период цветения замедляет вегетативный рост и снижает число цветков на растении, а в период цветения увеличивают процент опавших цветков.

Соя может лимитировать использование воды с помощью определенного морфолого-химического механизма, в частности, повышенного опушения вегетативных органов. Большое значение для повышения засухоустойчивости имеет мощное развитие корневой системы и способность долго удерживать листья.

Сохранение и рациональное использование влаги - одна из основных предпосылок получения высоких урожаев сои.

Корневая система характеризуется первичным (главным) корнем, который может проникать на глубину до 1,5 м, но почти в любых условиях основная масса корней располагается на глубине 70 см от поверхности почвы. Чем больше плотность почвы, при которой снижается влажность и ухудшается аэрация, тем меньше корни проникают вглубь почвы. Большой вред сое приносит наличие в корневой зоне грунтовой воды.

Отношение к почве. Соя может расти на различных почвах и с рН почвенного раствора от 5,5 до 8,5, но оптимальным для нее является рН 6,5-7,0. На кислых почвах угнетается развитие клубеньковых бактерий и корней, замедляется рост растений, снижается урожайность. Щелочная реакция почвенного раствора тоже угнетает рост растений и снижает урожайность. Для нормальной жизнедеятельности корней необходим кислород, а потому при заболачивании нижних горизонтов почвы наблюдается почти поверхностное размещение корешков и клубеньков.

Сою можно выращивать на почвах всех типов, исключая глубокие пески. Положительное значение для урожайности сои имеет размещение ее посевов на участках хорошо дернируемых, выровненных по рельефу. Лучшими почвами для сои являются хорошо оструктуренные, достаточно влагоёмкие, с мощным корнеобитаемым слоем, высоко плодородные с оптимальным запасом подвижных элементов минерального питания, способные легко прогреваться, богатые гумусом, с нейтральной реакцией почвенного раствора, с легким механическим составом подстилающие породы. Оптимальная влажность почвы для сои-70-80% предельной полной влагоемкости.

Фенологические фазы

1. Первая фаза (прорастание - всходы) охватывает период от набухания семян до раскрытия семядольных листочков. В благоприятных условиях всходы появляются на 5 -7 день после посева.

2. Фазы ветвления и бутонизации охватывают период от полного развития первого тройчатого листка до образования видимых бутонов. Растет один лист 10-12 дней. Семядоли остаются на растении до 3-4 листьев, а потом они засыхают и отпадают. Интенсивное ветвление начинается с развитием 3-4 тройчатых листьев и проходит с различной скоростью в зависимости от типа роста растений. В это время рост корневой системы замедляется.

В зависимости от сорта в этот период на главном стебле может быть 5-7 листьев, на ветвях - 14-60 и больше. В пазухах листьев развивается вегетативная или генеративная почка, соотношение определяет продуктивность.

3. Фазы цветения и плодообразования у сои продолжаются довольно долго. Продолжительность цветения одной кисти составляет 5-11 дней.

Плодообразование считается со времени появления первых бобов через 10-17 дней от начала цветения.

Окончание фазы плодообразования - формирование семян в верхних бобах. Развитие бобов продолжается 15-25 дней.

С началом налива семян вегетативный рост растений прекращается и начинается снижение сухой массы листьев, а также стеблей и корней.

4. Фаза созревания семян - самая короткая часть вегетации, продолжается 10-12 дней. Начальная спелость - массовое пожелтение бобов и начало опадения листьев - длится 8-12 дней. Свежеубранные семена в начале полной спелости достигают практически одинаковой величины с окончательно созревшими, форма и окраска становятся типичными для сорта. В период полного созревания оболочка теряет эластичность, семена становятся очень твердыми, полностью отделяются от стенок бобов и гремят при вытряхивании. Период созревания наиболее короткий и длится 3-4 дня.

УРОК 4. Тема: Химический состав семян сои

Соя обладает уникальным для растений сочетанием масличности и белковости с наличием ценных витаминов и зольных элементов. В семенах сои содержится от 24 до 47% протеина, 16-25% жира, 20-32% углеводов; жир и протеин в сумме составляет 50-60% массы семян. Достаточно много содержится в сое клетчатки (средневзвешенное содержание - 4,3%), минеральных веществ (в т.ч. кальций, фосфор и др.), фосфатидов, а также витаминов (Е, В₁, В₂, В₆, пантотеновая кислота, ниацин, холин, фолиевая кислота, биотин). Соевые семена содержат 9-12% общих сахаров, из которых 4-5% составляет сахароза, 1-2% раффиноза и 3,5-4,5% - стахиоза.

Высока ценность сои как сырья для пищевой промышленности в связи с повышенным содержанием биологически активных компонентов (клетчатка, кальций, железо, цинк, магний и др.). Питательные качества белков сои определяются в основном такими факторами как высокая усвояемость и достаточно полноценный состав незаменимых аминокислот. По фракционному составу белковый комплекс сои представлен высоким (до 50% уровнем содержания водорастворимых альбуминов и солерастворимых глобулинов, наиболее хорошо усвояемых организмом человека.

Соевые белки по аминокислотному составу, практически не уступая белкам мяса, содержат лишь немного меньше в сравнении с последними метионина, цистина и лизина, т.е. могут быть отнесены к наиболее ценным белкам растительного происхождения. Жиры, содержащиеся в сое, на 75-86% состоят из ненасыщенных жирных кислот, необходимых для нормального функционирования человеческого организма.

Функции: жирные кислоты, входящие в состав жиров, делятся на две группы: насыщенные, т.е. не содержащие двойных связей (пальмитиновая, стеариновая, бегоновая и др.) и ненасыщенные-непредельные, которые содержит двойные связи (олеиновая, линолевая, линоленовая и др.).

Ненасыщенные жирные кислоты участвуют:

1. в расщеплении липопротеинов низкой плотности, холестерина;

2. предотвращают агрегацию кровяных тел и образование тромбов;

3. снимают воспалительные процессы и могут способствовать профилактике целого ряда заболеваний (гипертония, аритмия, атеросклероз, язвенные колиты, рак, диабет, ожирение, тромбозы, ревматоидный артрит и др.).

Значение: Полиненасыщенные Жирные кислоты весьма легко окисляются, однако в соевом масле они защищены от окисления и прогоркания содержащимися в нем токоферолами (0,15-0,21%). Соевое масло является не только хорошим источником усвояемых эссенциальных (незаменимых, не способных образовываться в процессе обмена веществ в живом организме) жирных кислот, но и источником токоферолов, наиболее известные из которых обозначаются как витамин Е. Витамин Е-смесь высокомолекулярных циклических спиртов, получивших токоферолов. Наиболее физиологически активным компонентом является токоферол. Жирорастворимый витамин Е выполняет не только витаминную, но и антиоксидантную функцию, повышает иммунный статус организма, препятствует развитию химических и радиационных поражений, положительно влияет на функции половых желез, применяется для профилактики ишемической болезни сердца. Недостаток витамина Е в кормах приводит к нарушению половых функций животных. Содержащиеся в сое фосфатиды являются глицеридами (т. е. сложными эфирами глицерина и жирных кислот). От настоящих жиров они отличаются тем, что содержат фосфорную кислоту и связанное с ней азотистое основание.

Фосфатиды, состоящие из остатков глицерина, жирных кислот, фосфорной кислоты и холина, называются лецитинами. Лецитин является важной составляющей частью клеточных мембран, обеспечивающей бесперебойную подачу питательных веществ к отдельным клеткам тела и отвод из них шпаков. Холин (витаминоподобное соединение, витамин В₄) служит источником образования ацетидхолина, необходимого для нормального функционирования нервной и иммунной систем. Соевые семена отличаются большим содержанием фосфатидов (около 20%), что определяет возможность производства больших количеств лецитина для промышленных нужд. Фосфатиды, особенно лецитин, широко применяют в пищевой промышленности при изготовлении маргарина, шоколада, в качестве эмульгаторов и веществ, предохраняющих от окисления и прогоркания.

Несмотря на высокие пищевые и лечебно-профилактические достоинства соевых семян, они из-за неприятного вяжущего вкуса и специфического запаха малопригодны для непосредственного использования в пищу. Шрот и мука, получаемые из сырой сои, плохо хранятся и быстро приобретают привкус горечи, т. е. испорченного жира. Это зависит от находящихся в сырой сое одорируюших веществ и комплекса ферментов, создающих условия для накопления различных соединений и гидролиза жиров с образованием неприятных на вкус и запах продуктов. Питательная ценность необработанных семян сои и других бобовых культур резко понижена (сырые семена бобовых содержат лишь 15-20% усвояемого белка. Среди таких веществ, прежде всего, необходимо выделить ингибиторы протеаз желудочно-кишечного тракта (трипсина и химотрипсина) и лектины.

В настоящее время известно несколько ингибиторов трипсина, содержащихся в семенах сои в количестве 5-10% от общего содержания белка. Трипсин представляет собой сериновую протеиназу, содержащуюся в числе других ферментов в соке, выделяемом поджелудочной железой, и гидролизующим белки и пептиды до составляющих аминокислот, которые усваиваются организмом и используются дня биосинтеза тканевых белков. Химотрипсин-протеолитический фермент, предпочтительно гидролизирующий пептидные связи, секретируемый поджелудочной железой в тонкий кишечник в виде неактивного предшественника (химтрипсиногена), активируемого под действием трипсина.

В сырых семенах сои содержание наиболее хорошо изученных ингибиторов протеаз-ингибиторов Кунитца и Баумана-Бирка-составляет 1,4 и 0,6% соответственно. До 90% обшей активности ингибиторов приходится на долю водорастворимого ингибитора Кунитца, молекула которого состоит из 181 аминокислотного остатка и содержит две дисульфидные связи. Рассматриваемые ингибиторы образуют с ферментами устойчивые соединения-комплексы, в составе которых пищеварительные ферменты полностью лишены каталитической активности, что, к примеру, приводит у животных к гипертрофии поджелудочной железы вследствие необходимости выделения большого количества пищеварительных ферментов, задержке роста, к аномально большой нехватке серосодержащих аминокислот.

Кроме трипсиновых ингибиторов, в сое содержатся гемагглютинины (лектины) количестве 1-3%. имеющие менее выраженное отрицательное влияние на питательную ценность. Лектины относятся к гликопротеинам растительного происхождения и связывают один или несколько специфических сахаров. Это белки, которые оказывают склеивающее действие и выпадение в осадок эритроцитов крови у крови у кроликов и некоторых других сельскохозяйственных животных. Они действуют, объединяясь с определенным типом клеток, покрывающих стенки кишечника, вызывая этим нарушение абсорбции питательных веществ и задержку роста животных, повышая проницаемость слизистой кишечника для бактериальных токсинов и продуктов гниения.

Сапонины, содержащиеся в сое, придают семенам горьковатый вкус и отрицательно воздействуют на красные кровяные тельца: склеивают эритроциты, при введении в кровь могут вызывать растворение красные кровяных телец.

Гликозиды играют важную роль в пищевой промышленности, часто обладают горьким вкусом или специфическим ароматом (амигдалин, глюкованилин, синигрин и др.). Сапонины-аморфные, хорошо растворимые в воде ядовитые вещества, дающие сильно пенящиеся растворы. Наличие сапонина объясняется, ядовитость семян куколя. Сапонины не содержат азота и при гидролизе, кроме агликона, дают глюкозу, галактозу, арабинозу и метилпентозы. Так как содержание сапонинов в сое невысоко (около 0,5%), их роль как антипитательного фактора незначительна (могут представлять опасность для молодняка животных.

Характерная особенность семян сои - это наличие в их белковом составе ферментов уреазы и липоксидазы. Уреаза катализирует при участии воды расщепление различных сложных органических соединений на более простые (гидролиз). Доля уреазы может составлять до 12% от всех белков сои. Действие этого фермента заключается в разложении азотистого небелкового соединения-мочевины-на аммиак и двуокись углерода.

Нежелательно присутствие в соевых продуктах и активной липоксидазы (липоксигеназы), так как под ее воздействием начиняются процессы окислительной порчи, сопровождающиеся деструкцией каротиноидов, линолевой кислоты и др. Оптимум действия липоксигеназы сои находится при рН 9,0 и температуре 20-30⁰ C.

В семенах сои в незначительных количествах содержится фитиновая кислота, представляющая собой полифенольное соединение. При поступлении больших количеств фитиновой кислоты с растительной пищей наблюдается неполное всасывание и усвоение организмом многих макро- и микроэлементов (в т.ч. кальция, магния, железа, цинка, молибдена, марганца, меди), что можно объяснить легким взаимодействием белковых комплексов с ионами металлов.

Кроме того, наличие в сое, как и во всех бобовых (горох, нут, чечевица), углеводов, относящихся к группе олигосахаридов (в основном стахиоза и раффиноза), вызывает «метеоризм», т. е. образование и скопление в пищеварительном тракте газов, таких как сероводород и метан. Присутствующая в соевых семенах раффиноза (С₁₈Н₃₂О₁₆) - это трисахарид. содержащий остатки фруктозы, глюкозы и галактозы. Стахиоза представляет собой тетрасахарид, состоящий из двух остатков галактозы, одного остатка глюкозы и одного фруктозы. Раффиноза и стахиоза эффективно расщепляются в организме человека или моногастричных животных (например, свиней, кроликов, птицы и др.), так как у них отсутствует фермент (альфа-галактозидаза), способный гидролизировать галактозидные связи указанных олигосахаридов с образованием простых сахаров. Попадая в кишечный тракт в исходном виде, олигосахариды подвергаются воздействию бактерий, а образующиеся метаболиты вызывают газообразование.

Сырые соевые семена способны вызвать аллергию у человека, в особенности у маленьких детей, а также содержат специфические агенты, которые блокируют утилизацию тироксина, выделяемого щитовидной железой. Воздействие на эндокринную систему некоторых сельскохозяйственных животных, выражающееся, в частности, в увеличении щитовидной железы могут оказывать содержащиеся в сое гликозиды, принадлежащие к группе изофлавонов.

Изофлавоны являются эффективными антиоксидантами и адаптогенами, могут препятствовать развитию остеопороза, атеросклероза, могут сдерживать рост сосудов, что является важным противоопухолевым фактором.

При заготовках и подготовке семян сои к переработке важно учитывать обязательные требования ГОСТ 17109-88 «Соя. Требования при заготовках и поставках», направленные на обеспечение ее безопасности для жизни и здоровья населения при использовании в пищевых целях. Так, в соответствии с ГОСТ по граничительным нормам в заготовляемых семенах сои должно содержаться сорной и масличной примеси (суммарно) не более 15%, в т.ч. сорной примеси - не более 5%, в числе сорной примеси дурнишника-не более 3%, в числе масличной примеси морозобойных семян сои - не более 10%, наличие семян клещевины не допускается, как и зараженность вредителями, кроме зараженности клещом не выше 2 степени. По Ограничительным нормам для предназначенных к переработке семян сои (в отличие от отмеченного выше) содержание сорной примеси не должно превышать 3%, зараженность вредителями не допускается, кроме зараженности клещом 1 степени.

Заготовляемые и поставляемые семена сои должны быть в здоровом негреюшемся состоянии, иметь форму, цвет и запах, свойственные нормальным семенам сои (без затхлого, плесневого и постороннего запахов). Содержание токсичных элементов (медь, мышьяк, кадмии, свинец, ртуть, цинк), микотоксинов (афлатоксин В₁) и пестицидов в заготовляемых и поставляемых семенах сои не должно превышать допустимые уровни, установленные СанПиН.

ГОСТ 17109-88 установлены следующие базисные нормы, в соответствии с которыми производятся расчеты за заготовляемые семена сои: влажность - 12%. сорная примесь - 2%, масличная примесь - 6%, зараженность вредителями - не допускается.

соя ботанический агротехника продукт

УРОК 5. Тема: Краткая характеристика основных продуктов переработки семян сои

Производство соевых продуктов широко распространено во многих странах мира, они занимают устойчивое место на рынке продуктов питания и имеют достаточно высокую востребованность среди определенных слоев населения, благодаря своим уникальным свойствам. Ассортимент выпускаемых продуктов питания из сои весьма разнообразен. Уникальные свойства семян сои определяют повышенный интерес к ним специалистов пищевой промышленности и позволяют одновременно получать при их переработке высококачественное растительное масло и высокобелковые жмыхи и шроты, которые могут использоваться при производстве комбикормов, являться сырьем при выработке пищевых белковых продуктов (соевая мука, изоляты, концентраты белка, текстурированные соевые продукты). Широко распространено производство неферментированных (соевое молоко, тофу и др.) и ферментированных соевых продуктов (мисо, соевый соус, натто и пр.), разработанных народами Японии и других стран Азии.

Получаемое из соевых семян в результате экстракции с помощью растворителя или при использовании механического отжима соевое масло, прошедшее соответствующую последующую обработку, нейтрально по вкусу и запаху, отличается высокой длительностью хранения без изменения качества, идеально подходит для салатов, пригодно для любых блюд из мяса и рыбы, успешно используется при приготовлении теста. Прессовое соевое масло хорошо усваивается и представляет собой вязкую жидкость янтарного цвета с приятным ореховым вкусом и запахом. Соевое масло богато ненасыщенными жирными кислотами, такими, как олеиновая (18-30%), и незаменимыми кислотами-линолевой (44-62%) и линоленовой (4-11%) Калорийность 100 г рафинированного и гидратированного масла составляет 899 и 898 ккал. В соответствии с ГОСТ 7825-96 «Масло соевое. Технические условия» в зависимости от способа обработки и показателей качества масло соевое подразделяют на виды и сорта: гидратированное (1 и 2 сорт), рафинированное неотбеленное, рафинированное отбеленное, рафинированное дезодорированное. Для торговой сети и предприятий общественного питания предназначается соевое масло гидратированное 1 сорта (прессовое), рафинированное неотбеленное (прессовое), рафинированное дезодорированное. В соответствии с ГОСТ 7825-96 соевое масло рафинированное дезодорированное, рафинированное отбеленное и неотбеленное, гидратированное 1 сорта должно быть прозрачным. В гидратированном соевом масле 2 сорта допускается легкое помутнение. При этом рафинированное дезодорированное соевое масло должно быть без запаха и иметь вкус обезличенного масла; рафинированное отбеленное и неотбеленное, а также гидратированное соевое масло 1 и 2 сортов должны иметь соответственно свойственные им запах и вкус, без посторонних запахов и привкусов.

Для промышленной переработки допускается гидратированное соевое масло 2 сорта с кислотным числом не более 4,0 мг КОН/г и массовой долей фосфорсодержащих веществ не более 0,5%. Соевое масло должно вырабатываться из семян сои, отвечающих требованиям ГОСТ 17109-88 и требованиям государственного санитарного надзора.

Побочные продукты, получаемые после извлечения масла из семян сои, представляют особый интерес для комбикормовой и пищевой промышленности. Так, при отжиме масла в прессах из предварительно очищенных, размолотых и обработанных теплом и влагой семян образуется соевый жмых, а при экстрагировании масла органическим растворителем-шрот. Кормовой жмых получают в дробленом виде или в виде ракушки от желтого до светло-бурого цвета. Кормовой соевый тестированный шрот имеет цвет от светло-желтого до светло-коричневого и получается после отгонки растворителя высушивания оставшейся после экстракции масла массы (до массовой доли влаги и летучих веществ 8,5-10%). Жмыхи и шроты, кроме внешнего вида, различаются количеством содержащегося в них жира. В жмыхах оно может достигать 7%, а в шротах - не более 2,5% в пересчете на абсолютно сухое вещество.