Ботаническая характеристика и биологическая особенность сои

Соевый жмых и шрот являются биологически ценными белковыми кормами, богатыми незаменимыми аминокислотами, что особенно важно для молодняка и птицы. Однако для достижения максимальной питательной ценности необходима оптимальная степень тестирования (тепловой обработки). Считается, что негативное действие веществ, снижающих питательную ценность, устраняется при тепловой обработке, если активность ингибитора трипсина уменьшена до требуемого уровня (остаточной активности ниже 6 мг/г). Гораздо более глубокая обработка паром может потребоваться для выработки продуктов кормления особо чувствительного молодняка. Соевый шрот, содержащий хорошо сбалансированную смесь аминокислот в концентрированном виде, является доступным и наиболее предпочтительным ингредиентом кормов при конкурентоспособной цене.

В результате глубокой переработки соевого шрота изготавливаются соевая мука и крупа (с содержанием белка до 50%), концентраты (содержание белка до 70-75%), изоляты (более 90% белка), текстурированные белки (волокнистая структура, сходная со структурой волокон мяса).

Соевая мука похожа на пшеничную, имеет чаше всего светло-желтый или нежный кремовый цвет, легкий ореховый запах, является высокобелковым продуктом с универсальными свойствами. В соответствии с ГОСТ 3898-56 соевая дезодорированная мука, предназначенная для пищевых целей, получается путем размола тщательно очищенных, дезодорированных и обрушенных соевых семян или пищевого соевого жмыха и шрота. Соевая дезодорированная мука делится на три вида:

1. необезжиренную (вырабатываемую из соевых семян);

2. полуобезжиренную (вырабатываемую из соевого пищевого жмыха);

3. обезжиренную (вырабатываемую из соевого пищевого шрота).

В зависимости от качественных показателей соевая дезодорированная мука каждого вида делится на два сорта: высший и первый. Содержание жира в необезжиренной - 17%, полуобезжиренной - 5% и обезжиренной соевой дезодорированной муке - 2%; содержание сырого протеина - не менее 38, 43, 48%; содержание сырой клетчатки - не более 3,5; 4,5 и 4,5% у высшего сорта, не более 4,5; 5 и 5% у 1 сорта.

В США широко производится жирная соевая мука трех видов:

1. энзиматически активная;

2. тостированная;

3. подвергнутая экструзионной обработке.

Энзиматически активную соевую муку, содержащую активную липоксигеназу, применяют для отбелки пшеничной муки и кондиционирования теста в хлебных изделиях, улучшения текстуры продукта. Энзиматически активную соевую муку выпускают как жирную, так и обезжиренную. В процессе экструдирования производят жирную экструдированную муку или продукты из смеси соевой крупы, очищенной от оболочки, с кукурузой, пшеницей, рисом. Обезжиренная соевая мука, полученная путем размола и просеивания обезжиренного шрота, может добавляться в тесто при выпечке хлеба, что заметно повышает его питательные качества, способствует образованию корочки приятного коричневого цвета, удлиняет срок хранения. Обезжиренную соевую крупу производят, измельчая белый лепесток, получаемый из пищевых сортов соевых семян, очищенных от оболочки и обезжиренных гексаном.

Соевые белковые концентраты получают в результате дальнейшей переработки соевой муки или обезжиренного лепестка, переводя протеин в нерастворимое состояние и вымывая все растворимые вещества. В соевых белковых концентратах, как правило, содержится около 70% белка и около 25% углеводов, менее 1% жиров, около 3,5% сырой клетчатки. Используются они в супах, высокобелковых напитках, соусах с целью придания продуктам определенной консистенции и удержания влаги.

При производстве изолятов соевых белков наилучшие результаты дает использование технологий, основанных на дальнейшей переработке обезжиренного шрота, вырабатываемого при экстракции масла из семян. Соевые белковые изоляты могут содержать около 90% белка, около 2,5% углеводов, 0,5% жира, 0,5% сырой клетчатки. Пища, приготовленная из соевых изолятов, имеет особенно высокое содержание белка при низком содержании жира и невысокой калорийности. Изоляты используются при производстве макаронных изделий и выпечке хлеба.

Продуктом глубокой переработки семян сои является текстурированный соевый белок, получаемый чаще всего способом механического прядения. Этим способом из соевых белковых изолятов вырабатывают волокнистые структурированные изоляты, используя которые можно имитировать многие мясные продукты животного происхождения. Текстурированный соевый белок в виде пищевых изделий волокнистой или многослойной (кускообразной) структуры является высокополезным низкокалорийным источником белка и сетчатки, не содержит холестерина и используется в супах и соусах.

Из вареных соевых семян производится соевый напиток (соевое молоко), часто в сочетании с шоколадным, ванильным, ореховым наполнителем. Используется как добавка в сухие завтраки и в различные виды выпечки, при производстве кондитерских изделий, каш и супов. Соевый заменитель молока - это низкокалорийный напиток кремового цвета с приятным ореховым запахом, содержащий около 2,5% белка и 1,5% жира. Соевый напиток является хорошим заменителем коровьего молока благодаря своему уникальному природному составу с оптимальным содержанием белков, липидов, лецитина, пищевой диетической клетчатки, биогенных микро- и макроэлементов, он не содержит холестерина и лактозы.

В результате отжима на фильтр-прессе соевой массы в процессе производства соевого молока получают соевый пищевой обогатитель - окару (нерастворимый соевый остаток), которая имеет светло-желтый цвет, нейтральный вкус и характерную крупитчатую консистенцию, может содержать до 5 л белка, 4% жира, является растительным источником двухвалентного железа и диетической клетчатки. Благодаря нейтральному вкусу, отсутствию выраженного запаха она сочетается практически со всеми пищевыми продуктами, добавляется к первым и вторым блюдам, используется в составе мясных и овощных котлет (до 30%).

Соевый творог или сыр (тофу) в Китае и Японии производят уже на протяжении более 2000 лет. Его получают из свернувшегося соевого молока (напитка). Коагулят (осажденный белок) отжимают (прессуют), а полученную массу хранят в холодильниках в воде или в герметичных упаковках. Замороженный тофу приобретает светло-золотистый цвет и упругую консистенцию. Свежий соевый творог не имеет запаха и очень хорошо впитывает вкус, поэтому при производстве тофу используют различные вкусоароматические добавки (травы, специи, морскую капусту, укроп, тмин).

Муку из жареных цельных семян сои - кинако употребляют, смешивая с сахаром, в качестве обсыпки и как основу для приготовления кексов. Соевая шоколадная паста, содержащая до 6% белка и 25% жира, используется для приготовления кондитерских изделий и бутербродов.

Пищевой промышленностью выпускаются консервированные зеленые соевые семена (достигшие примерно 80%-й зрелости), при производстве которых соблюдают продолжительность и температуру процесса стерилизации, такую же, как для низкокислотных продуктов. При приготовлении супов, утренних питательных напитков используется своеобразный консервированный концентрат - мисо. Эту соленую приправу со специфическим вкусом, представляющую собой вязкую высокобелковую пасту, получают в результате длительного брожения смеси из обработанных в автоклаве соевых семян, соленой воды и закваски - коджи (часто используется для ферментации риса). Соевый соус (шою) также относится к ферментированным соевым продуктам. Для его приготовления используют проваренный обезжиренный соевый шрот, измельченные поджаренные пшеничные зерна, закваску коджи, соленую воду, а иногда и специальные микроорганизмы.

Из обжаренных семян сои изготовляют кофейные напитки, использующиеся в качестве заменителей натурального кофе. Продукт вырабатывают в зернах или в молотом виде. Обжаривая до слабо коричневого цвета, подготовленные цельные соевые семена в духовом шкафу, получают соевые орешки, предназначенные для непосредственного употребления в пищу.

Используется соя и в технических целях. Так, продукты переработки семян сои находят применение в химической, лакокрасочной, текстильной, бумажной, мыловаренной, резинотехнической промышленности при производстве строительных и отделочных материалов. Смесь из 20% метиловых эфиров на основе соевого масла и 80% нефтепродуктов используется для производства экологического топлива.

Лецитин, получаемый из сои, используется фармацевтической промышленности. Белковые соевые продукты также находят применение при производстве фармацевтических препаратов и пищевых добавок (изофлавоны, сапонины, фитиновая кислота, ингибиторы протеаз). На основе соевого масла производят качественные типографские краски. Продукты переработки соевых семян используются при изготовлении пластмасс, мыл, моющих средств, защитных покрытий, косметики, растворителей, дезинфицирующих и электроизоляционных материалов, красок, заменителей кожи, синтетической резины, текстильных изделий, фанеры, противопожарных пен и т. д.

УРОК 6. Тема: Получение соевого масла

Механический отжим масла

При механическом отжиме масла из соевых семян удается получать более качественный и полноценный продукт.

Преимущества производства соевого масла прессовым способом состоят в отсутствии растворителей, сложных технологических схем и оборудования, требующих больших начальных капитальных затрат. Экономические потери, связанные с высоким содержанием жира в жмыхе, удается компенсировать благодаря более высокому качеству масла.

В современных хозяйственно-экономических условиях Российской Федерации технологии механического отжима соевого масла могут найти широкое применение при переработке соевых семян в местах их производства, в условиях крупных сельхозпредприятий и агропромышленных фирм, на предприятиях пищевой промышленности малой производительности. К недостаткам рассматриваемого метода можно отнести: большую энергоемкость; необходимость соблюдения высоких стандартов эксплуатации оборудования и определенного уровня профессиональных навыков; сравнительно низкую производительность (15-30 т/сут. и менее на один пресс): высокий процент остаточной масличности жмыха (4-7%). Технологический процесс прессования обычно включает в себя следующие основные операции:

1. измельчение очищенных соевых семян;

2. нагревание до достижения 4-6%-й влажности для облегчения процесса выделения масла;

3. прессование в экспеллере.

Переработку соевых семян с целью получения масла с высокими вкусовыми качествами, сохраненным природным минеральным, витаминным составом на предприятиях агропромышленного комплекса можно достаточно эффективно осуществлять с помощью комплекса по производству растительных масел КМ 500, выпускаемого на российском заводе «Деметра». Для переработки соевых семян рекомендуется использовать установку, включающую в себя:

1. весовое устройство;

2. блок загрузки;

3. блок подогрева;

4. блок маслоотжимной;

5. блок разгрузки.

Производительность комплекса при влажности семян сои 8% и температуре 20⁰С - до 350 кг/час, остаточная масличность жмыха - 9%. При использовании блока подогрева для подогревания семян на входе в маслоотжимной блок до температуры 40-50⁰С возможно снижение остаточной масличности до 7% и увеличение производительности до 400 кг/час. Особенно актуален подогрев зимой при низких температурах окружающего воздуха.

Семена транспортером подаются в бункер-питатель (сепаратор), в котором отделяются крупные, мелкие и тяжелые примеси, а очищенные семена по пневмопроводу поступают в блок подогрева и далее в маслоотжимной блок, где и происходит отжим масла по методу двойного прессования. Масло собирается в маслосборнике, а жмых по материалопроводу поступает в нормализатор или в пневмотранспортную установку и далее в бункер.

Для дальнейшей доработки и повышения качества прессового масла рекомендуется использовать оригинальное энергосберегающее технологическое оборудование:

1. фильтр тонкой очистки КФМ 200;

2. комплекс рафинации растительных масел;

3. комплекс дезодорации растительных масел;

4. комплекс винтеризации растительных масел.

Фильтр тонкой очистки предназначен для вакуумной фильтрации растительных масел через перегородку фильтрующей ткани. Комплекс рафинации растительных масел предназначен для очистки сырого растительного масла от фосфатидов, белков, свободных жирных кислот, влаги, продуктов окисления масла.

Комплекс дезодорации растительных масел предназначен для устранения запаха и вкуса растительного масла.

Комплекс винтеризации растительных масел используется для вымораживания и удаления восковых веществ из гидратированного и рафинированного масла.



Экстракционный метод получения соевого масла

Типовой процесс экстракции соевых семян включает в себя:

1. подготовку семян;

2. экстракцию масла растворителем;

3. выделение растворителя из мисцеллы;

4. отгонку растворителя из шрота (тостирование шрота).

Подготовительный процесс начинают с сушки и очистки семян. Соевые семена влажностью до 12% можно направлять на переработку без дополнительной подсушки, если они не подлежат обрушиванию.

Перед подсушиванием необходимо подсушить до влажности 10%. Для выравнивания влажности, соевые семена после сушки проходят стадию отлежки в течение 25-72 часа.

Дробление высушенных и очищенных семян обычно проводят на вальцовых дробилках. Поверхность вальцов рифленая, соприкасающиеся вальцы вращаются с разной скоростью и установлены острием по острию. В должным образом высушенных раздробленных семенах ядро достаточно легко отделяется от оболочки. При дроблении получают крупку для дальнейшего плющения.

Далее соевую дробленку с отделенной (или неотделенной оболочкой кондиционируют в вертикальных шахтных или ротационных горизонтальных жаровнях, нагревая ее приблизительно до 71⁰С и впрыскивая пар или распыляя воду с целью доведения влажности до уровня, при котором материал имеет необходимую для плющения пластичность.

В заключении подготовки семян к экстракции продукт пропускают через экструдеры, в которых его обрабатывают паром при t-105-120⁰С.

Экстракцию масла растворителем проводят в экстракторах, в которых твердая фаза лепестка контактирует с растворителем. Соевый лепесток погружают в растворитель или, наоборот, производят фильтрацию растворителя через спой соевого лепестка, используя противоток лепестка и смеси масла с растворителем - мисцеллы. Возможно совместное использование указанных методов. В качестве растворителя обычно используют фракцию нефти, в основном состоящую из смеси насыщенных углеводородов (н-гексан, изогексан метилциклогексан), для простоты обозначаемую как гексан. Для экстракции используют гексан с минимальной температурой начала кипения 65⁰С и максимальной температурой полного выпаривания 70⁰С. Наиболее широкое применение нашли следующие типы экстракторов:

1. ротационный экстрактор (с глубоким слоем экстрагируемого материала;

2. горизонтальный ленточный экстрактор;

3. непрерывный петлевой экстрактор;

4. экстрактор периодического типа.

После процесса экстракции из масляной мисцеллы выделяют растворитель. Для этого мисцелла пропускается в вертикальном аппарате по трубкам, в которых она подогревается, в результате чего растворитель испаряется и поступает на конденсатор. Оставшуюся концентрированную мисцеллу насосами подают в дистиллятор-испаритель, подогреваемый водяным паром. Для отгонки остаточных количеств растворителя масло направляют на стриппинг-колонну, где концентрированная мисцелла, стекая вниз, контактирует в условиях достаточного вакуума с паром, впрыскиваемым в днище аппарата. Для выделения растворителя пар из стриппинг-колонны поступает на конденсатор.

Выделенное в процессе экстракции сырое соевое масло направляется на переработку с целью удаления загрязнений, красящих, ароматических и вкусовых веществ. В процессе гидратации соевого масла выделяют фосфатиды. Соевое масло является основным источником промышленного получения лецитина. Лецитины, выделяемые при гидратации соевого масла, используют в качестве антиокислителей и эмульгаторов.

Перед гидратацией соевое масло фильтруют для удаления мелких частиц шрота. Далее к горячему маслу (70⁰С) добавляют мягкую воду (1-2% от объема) и перемешивают в аппарате с мешалкой в течение 30-60 мин. Впоследствии продукт отстаивают и центрифугируют, выделяя сырой гидратационный осадок, который подлежит сушке. Масло из центрифуги после нагрева направляется в вакуумную сушилку и в охладитель.

Для удаления свободных жирных кислот используют процесс щелочной или паровой рафинации. При щелочной рафинации сырое масло смешивают со щелочью - NаOH, в результате чего образуются мыла, и нежелательные вещества неглицеридной природы начинают оседать. Осевшая более тяжелая, чем масло, водная фаза-соапсток - удаляется, а оставшееся масло промывается горячей мягкой водой при достаточном перемешивании отстаивается, центрифугируется и сушится.

Отбеливание соевого масла проводят для улучшения его цвета посредством снижения содержания или удаления пигментов, а также для устранения в нейтрализованном масле продуктов окисления, фосфатидов, мыл, следов металлов. Считается, что отбеливание может улучшать вкус и запах рафинированного соевого масла. В классическом процессе отбеливания нейтрализованное масло смешивают с определенным количеством (0,3-0,6%) отбеливающего материала (активированные глины - бентониты, активированный уголь, силикаты), перемешанную смесь нагревают до температуры 110-120⁰С и выдерживают 20-30 мин. Далее, после охлаждения смеси до 70-80⁰С, ее фильтруют, а масло отправляют на дезодорацию.

Дезодорация является заключительной стадией процесса рафинации соевого масла. При дезодорации масло обрабатывают паром, который впрыскивается в соевое масло при низком абсолютном давлении (1-6 мм рт.ст.) и высокой температуре в течение 15-60 мин.

В Российской Федерации довольно часто используется метод получения масла из семян сои путем его последовательного извлечения (форпрессование - экстракция): на первом этапе механическим (прессовым методом) с выделением более 3/4 всего масла, а на втором этапе-химическим (экстракционным) методом, когда выделяется оставшееся масло. Технологическая схема форпрессования - экстракции может включать следующие операции:

1. дробление и плющение подготовленных соевых семян;

2. жарение продукта;

3. прессование на шнековом или гидравлическом прессе с выделением нерафинированного масла и прессового жмыха;

4. измельчение прессового жмыха;

5. экстракция масла растворителем из измельченного прессового жмыха.

Обработка соевого шрота и переработка соевого масла

Проэкстрагированный соевый лепесток при выходе из экстрактора может содержать до 1/3 гексана от своей массы, поэтому на первой стадии обработки шрота необходимо провести выделение остаточного гексана. С этой целью проводится тепловая обработка (тостирование) шрота при температуре 100-105⁰С и влажности 16-24% в течение 15-30 мин. Шрот обрабатывается острым паром.

После отгонки растворителя шрот высушивают в сушилке до влажности 12% и охлаждают. На заключительной стадии обработки в определенных случаях проводят измельчение и калибровку шрота на молотковых дробилках или вальцовых мельницах с просеиванием на цилиндрических вращающихся ситах или виброситах для получения частиц требуемого размера.

Дальнейшая переработка соевого масла основана на использовании некоторых особенностей изменения свойств растительных жиров в результате определенных химических превращений. Как известно, ацилг-лицерины (в основном триацилглицерины), представляющие собой сложные эфиры глицерина и высокомолекулярных карбоновых кислот, основную массу сырого соевого масла составляют липиды. В состав липидов, наряду с жирами входят воски и фосфолипиды, а в сыром растительном жире, кроме липидов, содержатся также стерины (алициклические вещества, входящие в группу стероидов), жирорастворимые пигменты (например, каротиноиды и хлорофилл) и витамины (витамин Е), изопреноиды. При необходимости жидкое соевое масло превращают в твердые жиры с помощью гидрогенизации, заключающейся в присоединении водорода по месту двойных связей непредельных жирных кислот. Процесс гидрирования ацилглицеринов соевого масла проводят с помощью специальных катализаторов, а гидрогенизированные растительные масла широко используют в пищевой промышленности при изготовлении маргаринов.

УРОК 7. Тема: Получение жирной и обезжиренной соевой муки и крупы

Промышленностью производится необезжиренная (полножирная), полуобезжиренная и обезжиренная соевая мука, представляющая собой в зависимости от вида и сорта мелкодисперсный порошок с размером частиц от 5 до 120 мкм, от белого, светло-желтого, желтого до темно-кремового цвета.

Выпускаемая энзиматически активная соевая мука может быть как жирной, так и обезжиренной. Производство энзиматически активной жирной соевой муки, как правило, включает следующие стадии:

1. дробление очищенных соевых семян на 6-8 частей и удаление оболочки аспирацией;

2. пропуск дробленки через вращающиеся разноскоростные рифленые вальцы;

3. удаление оболочки с помощью вибросит и системы аспирации;

4. двухстадийное измельчение в муку очищенной от оболочки дробленки на молотковой дробилке или ударно-вихревом измельчителе с отделением между помолами грубой фракции от мелкой с помощью воздушной классификации.

Для ослабления связи оболочки с ядром можно перед дроблением проводить гидротермическую обработку семян сои. Термически обработанную - тостированную - жирную соевую муку и крупу (например, липоксигеназой) обычно производят по технологической схеме, включающей:

1. обработку очищенных соевых семян паром при небольшом давлении в течение 20-30 мин.;

2. охлаждение и высушивание семян;

3. дробление и пропуск через вибросито и систему аспирации для удаления оболочки;

4. измельчение и рассеивание продуктов измельчения с выделением жирной муки и крупы.

В РФ процесс переработки семян сои в дезодорированную соевую муку обычно включает в себя следующие операции:

1. очистку семян от примесей;

2. дезодорирование;

3. сушку;

4. шелушение для удаления оболочки и зародыша;

5. размол.

Очистку семян осуществляют на сепараторах с диаметром отверстий верхнего и нижнего сит 10 и 3,5-4 мм соответственно. Испорченные семена отделяются на пневмосортировальных столах. Дезодорирование производится проточным насыщенным паром при давлении 0,15 МПа в шнеках. Наиболее эффективно проведение дезодорирования дробленых семян сои после сушки и шелушения. Сушку производят, шахтных зерносушилках. Хорошие результаты получены при сушке сои в установках реактивного типа горячим воздухом во взвешенном состоянии (производительность 3,5-5 т/ч). На таких установках в течение очень непродолжительного времени возможно нагреть семена до температуры 130 -160⁰С, что приводит при испарении естественной влаги семян к возникновению давления и разрушению уреазы, ингибиторов трипсина и др. антипитательных веществ. В результате сушки влажность семян снижается с 13-14% до 6-7%. Для шелушения сои используются обоечные машины с наждачным и металлическим цилиндром. Размол сои с влажностью 6-8% (оптимальной считается влажность 6-6,5%) осуществляется на двух-трех драных системах и шести-семи размольных.

Технология производства соевой крупы и муки

Очищенные и откалиброванные семена сои норией подаются в агрегат термообработки. Сначала семена пропариваются острым паром при температуре 98-100⁰С в течение 6-8 мин до содержания влаги 13-15%, а затем поступают на сушку во вращающийся барабан, где обычно в течение 10 мин. удаляется капельная влага с помощью потока воздуха, нагнетаемого вентилятором из помещения. Из сушильного барабана соевые смена поступают во вращающийся обжарочный барабан на обжаривание (до достижения 9% влагосодержания) при температуре 108-115⁰С с помощью пара, подаваемого под давлением в трубную решетку.

Обжаренные семена направляются во вращающийся барабан на охлаждение до температуры 70-75⁰С встречным потоком воздуха, подаваемым из помещения. Охлажденные обжаренные семена сои поступают в шелушильную машину, где происходит отделение оболочек и разделение семени на семядоли. Крупка и шелуха, полученные на шелушильной машине, разделяются на сепараторе. Шелуха, пригодная для использования в комбикормах, с помощью аспирационной системы поступает в бункер-накопитель, а крупка пневмотранспортом подается в бункер-накопитель для соответствующей выдержки в течение 24 часов при нормальных условиях. После этого крупка вибротранспортером направляется на штифтовый измельчитель для предварительного измельчения и разделения на фракции. При необходимости продукт может подаваться в вихревую мельницу для тонкого измельчения (помол 28 мкм). Полученная таким образом соевая крупа находит применение при приготовлении каш или крупяных смесей на основе рисовой, гречневой, перловой крупы, пшена.

В ряде стран для приготовления высокобелковой пищи и напитков используют экструдированную жирную соевую муку, получаемую с помощью экструдеров разного типа. В некоторых варочных экструдерах измельчают и прогревают целые соевые семена, в других случаях семена предварительно дробят на рифленых вальцах, удаляют с помощью сита и аспирации, применяя кондиционирование сухим нагревом, и в заключение увлажняют (до 20%) и экструдируют продукт. Обезжиренную соевую муку и крупу производят из белого лепестка, полученного в результате обезжиривания растворителем соевого лепестка, произведенного, в свою очередь, из расплющенных дробленых и очищенных от оболочки, прошедших темперирование соевых семян. Обезжиренная соевая мука может содержать до 49-54% (на сухой вес) белка, около 1% жира, около 38% общих углеводов, в том числе-15% растворимых моно- и олигосахаридов и 23% полисахаридов, которые при производстве соевых белковых высококонцентрированных продуктов должны быть удалены. Белый лепесток, соевая мука и крупа отличаются гранулометрическим составом. Для получения крупы белый лепесток обычно измельчают на вихревых мельницах, молотковых дробилках, классификационных мельницах. При этом технологическим процессом предусмотрен контроль размера с помощью воздушной классификации или с использованием сит.

Полуобезжиренную соевую муку, крупу, содержащую обычно 4-6% масла) производят измельчением соевого жмыха, полученного при механическом прессовании очищенных и прошедших темперирование соевых семян. Лецитинированную соевую муку и муку с восстановленным содержанием жира получают при добавлении в обезжиренную муку 1-15% лецитина или рафинированного, отбеленного, дезодорированного масла. Такая мука более устойчива при хранении, имеет лучшие показатели стабильности, чем жирная соевая мука, содержащая активную липоксигеназу и липазу-ферменты, способствующие образованию запахов и привкуса прогорклости. Соевая мука с указанными добавками, благодаря эмульгирующим свойствам лецитина, используется в хлебопечении, при производстве кондитерских изделии, холодных напитков, улучшает диспергируемость муки и других ингредиентов, придает рассыпчатость тесту.

УРОК 8. Тема: Производство соевых белковых концентратов

Из очищенных от оболочки и обезжиренных семян сои путем удаления большей части водорастворимых веществ получают соевые белковые концентраты с содержанием белка не менее 65% в пересчете на сухое вещество. 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.

Получение изолятов соевых белков

Изоляты представляют собой наиболее высокоочищенную форму соевых белков, получаемых в результате удаления из очищенных от оболочки и обезжиренных семян большинства небелковых соединений. Традиционная схема получения соевого белкового изолята включает:

1. экстракцию;

2. осаждение и нейтрализацию белкового компонента при определённых условиях рН с последующей распылительной сушкой продукта.

Белок экстрагируют из обезжиренного соевого лепестка при помощи воды, доводя рН раствора добавлением гидроокиси натрия до значений щелочной среды (рН около 10). Промышленная технологическая схема получения соевого изолята методом щелочной экстракции обычно включает следующие операции:

1. растворение протеина, содержащегося в обезжиренном соевом лепестке или шроте, с помощью щелочного расвора (pH9-11) при соотношении экстрагируемого материала и растворителя 1:10-20 и при температуре 60⁰С;

2. разделение суспензии с удалением нерастворимого остатка шрота (клетчатки) с помощью центрифуги и осветление экстракта с выделением шлама (осадка в виде мелких частиц, выделяющихся при отстаивании или фильтрации жидкости);

3. осаждение протеина 10% соляной кислотой с образованием творожистой массы в результате выпадения (при рН 4,2-4,5) в осадок большей части белка;

4. отделение сыворотки от концентрированной суспензии белка центрифугированием;

5. промывку сгущенной, белковой суспензии водой с отделением промывной воды при повторном концентрировании с помощью центрифуги;

6. нейтрализацию сгущенной суспензии 5% NaOH (или гидроксидом кальция) до исходного рН 6,8;

7. распылительную сушку нейтрализованной белковой суспензии при температуре на входе в сушилку 157 ⁰С, а на выходе-86⁰С;

8. упаковку сухого белкового изолята.

Разработаны мембранные технологии получения соевых белковых изолятов при использовании способов разделения, основанных на разнице молекулярных масс, ультрафильтрации и обратного осмоса.

Разработаны технологии получения соевых белковых изолятов способом водной и солевой экстракции. Процесс водной экстракции с целью получения изолятов соевых белков включает в себя следующие основные этапы (Д.Т. Лаухон и др., 1981 г.):

1. очистку и сушку соевых семян (при 70⁰С до влажности 6%);

2. удаление оболочки семян дроблением и аспирацией;

3. измельчение дробленки в мельнице-дезинтеграторе;

4. экстракцию масла и белка в течение 30 минут при соотношении твердой фазы и воды 1:12 при температуре 60⁰С, рН 9 (т.к. неденатурированный соевый белок лучше всего растворяется при рН 1,5-2,5 и 7-12, а хуже всего - в изоэлектрической области значений при рН 4,2-4,6) с добавлением для анактивации липоксигеназы 0,01%-го пероксида водорода;

5. центрифугирование полученной суспензии с целью разделения на водную, твердую и маслоэмульсионную фракции;

6. выделение масла из маслоэмульсионной фракции;

7. доведение рН водной фракции до 4,5 с помощью соляной кислоты для отделения белка с последующим выделением его центрифугированием;

8. промывку белкового осадка с целью увеличения доли протеина;

9. сушку промытой белковой пасты на распылительной сушилке.

Остаточная масличность в полученных таким образом изолятах соевого белка может составлять 8-10%. Твердую фракцию, образовавшуюся после первой щелочной экстракции, можно повторно проэкстрагировать.

Получаемые в результате белковые концентраты и изоляты высокоустойчивы к окислению и отличаются рядом полезных функциональных свойств.

Способ получения соевых белковых изолятов методом солевой экстракции основан на использовании для экстрагирования солевого раствора определенной ионной силы при рН 5,0-6,8 и температуре 15-25⁰С. После экстрагирования проводят концентрирование полученного экстракта до 1/3 объема и разбавление образования мицелл белка, осаждающихся в виде аморфной массы, которую направляют на сушку или дальнейшую переработку (Е.Д. Мюррей и др., 1980 г.).

Промышленно получаемые соевые изоляты содержат не менее 90% протеина на абсолютно сухое вещество и находят широкое применение в пищевой промышленности при производстве белковых добавок, мясных продуктов, замороженных десертов, композиций смешанных соусов.

На основе соевого изолята получают белковые пенообразователи с высокой пенообразующей способностью, которые могут эффективно использоваться при частичной замене яичных белков в рецептурах различных пищевых продуктов (например, взбитых яичных изделий). Для получения белковых пенообразователей изолят соевого белка растворяют при низких значениях рН, полученный раствор ферментируют в течение 12-24 часов (с использованием, например, пепсина). По завершении стадии ферментативного гидролиза с помощью центрифуги из продукта удаляется нерастворимый осадок, а раствор высушивается распылением после доведения рН до 5,2.

Получаемые таким образом гидролизаты соевых белков используются при производстве сладостей, сахарной глазури, кремов для тортов, применяются в готовых смесях в качестве компонента, способствующего лучшему взбиванию продукта, а в напитках-в качестве пенообразователя.

При производстве соевых изолятов, после экстракции белка перед сушкой возможно проведение их ферментативной модификации с помощью протеолитических ферментов растительного, микробного и животного происхождения.



УРОК 9. Тема: Производство неферментированных и ферментированных соевых продуктов

Из многообразия соевых продуктов можно выделить две группы. включающие в себя основные традиционные виды:

1. ферментированные (мисо, соевый соус, натто, темпе и др.);

2. неферментированные соевые продукты (соевое молоко, тофу, юба и др.);

Процесс производства соевого напитка (соевого молока) с длительным сроком хранения включает в себя следующие операции (Л.А. Вилсон, 1992 г.):

1. обработку паром и варку соевых семян или соевого лепестка;

2. тонкое измельчение на мельнице с добавлением дополнительного количества воды в процессе измельчения;

3. нагрев и кипячение полученной массы с перемешиванием в течение 15-30 мин.;

4. фильтрацию горячей массы через тканевый фильтр для отделения от соевого молока нерастворимого волокнистого остатка - окары;

5. введение в соевое молоко добавок (масло, сахар, красители, ароматизаторы и др.);

6. стерилизацию и охлаждение продукта;

7. фасовку соевого молока в асептических условиях.

При производстве охлажденного соевого молока после введения в продукт добавок проводят его гомогенизацию, затем напиток пастеризуют, охлаждают и фасуют. Важное значение при производстве соевого молока имеет нагревание, в процессе которого увеличивается питательная ценность напитка за счет инактивации ингибиторов трипсина и липоксигеназы, улучшается вкус и микробиологическое состояние, испаряются некоторые нежелательные соединения.

АО «Завод Старт» производит оборудование для приготовления кормовой основы (соевого молока) из семян сои или соевого шрота. Состав получаемого продукта близок по энергетической и питательной ценности к обезжиренному коровьему молоку (обрату), а по содержанию сырого и перевариваемого протеина превосходит последнее. Технологические режимы процесса переработки семян сои позволяют получать кормовой продукт (в виде раствора со взвесью частиц клетчатки) с минимальными энергозатратами и обеспечивают достаточную степень инактивации уреазы, трипсиновых ингибиторов.

В Украине институтом «ТЕКМАШ» разработана гидродинамическая технология переработки соевых семян, которая позволяет изготавливать 28% соевую пасту с последующим разбавлением ее водой до консистенции соевого молока. Указанная технология не требует предварительного размола. Дробление, тепловая обработка и гомогенизация смеси в установке ТЕК-СМ происходит одновременно. Такой гидродинамический эффект возникает в специально спрофилированном смесителе при движении через него потока воды, разгоняемой до необходимой скорости электронасосным агрегатом, с которым движутся и соевые семена. Пар и теплообменники в этой установке не используются, что позволяет отнести ее к энергосберегающему оборудованию.

В РФ разработана технология переработки небольших партий семян сои с целью производства соевого молока с применением экструдирования.

По данным Американской соевой ассоциации, в соответствии с более совершенными разработками американских фирм технологической схемой производства соевого молока предусматривается:

1. суспензирование соевых хлопьев в смесителе с лопастной мешалкой (3,5 кг хлопьев + 40 л питьевой воды);

2. регидратация и перемешивание и течение 10 мин при комнатной температуре.

3. проваривание полученной массы в варочном аппарате при непрерывном перемешивании под воздействием острого очищенного пара;

4. выдержка полученной суспензии в течение 7 мин при температуре 95⁰С.

5. дополнительная варка перед экстракцией в течение 40 с;

6. пропуск проваренной массы через барабанное сито для экстракции соевого молока и выделения нерастворимых веществ;

7. отжим нерастворимого остатка с получением твердой окары;

8. добавление к соевому молоку ароматизаторов для удаления бобового привкуса;

9. гомогенизация соевого молока;

10. пастеризация или стерилизация;

11. охлаждение и фасовка.

Получаемая при производстве соевого молока окара, содержащая пищевую клетчатку, двухвалентное железо, остаточный белок и липиды, находит применение в приготовлении комбинированных пищевых продуктов диетического и лечебного назначения. В результате дальнейшей переработки из соевого молока получают соевый сыр или творог - тофу (схема)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фасованное тофу может производиться непосредственно в таре. Проваренное соевое молоко разливается в пластиковые или картонные (с пластиковым вкладышем) контейнеры с коагулянтом, закрывается пластиковой крышкой, нагревается в воде при 90-95⁰С в течение 40-50 мин. При производстве стерилизованного фасованного тофу все ингредиенты предварительно стерилизуют. В результате одно- или двухразового обжаривания во фритюре получают жареное тофу, которое лучше транспортируется и дольше хранится. Замороженное высушенное тофу производят из полученных после удаления сыворотки и прессования брусков соевого сыра, проводя их замораживание, оттаивание, дегидратацию механическим сжатием с последующим высушиванием горячим воздухом.

Для приготовления соевой белковой пенки (юба) соевое молоко нагревают в плоской емкости почти до кипения с целью образования белковой пенки на поверхности молока. Неоднократно образующаяся при продолжительном нагревании пенка удаляется и высушивается при комнатной температуре.

Кинако-муку из жареных цельных семян сои, использующуюся в производстве, производят следующим образом:

1. обжаривают цельные соевые семена;

2. удаляют оболочку;

3. размалывают до крупки;

4. измельчают на измельчителе ударного действия до мелкого порошка;

5. жарят порошок до требуемого состояния (Л.А. Вилсон, 1995 г.).

Ферментированные соевые продукты, обычно содержащие соль и побочные продукты ферментации, имеют более длительные сроки хранения. Для приготовления мисо предварительно промытые и замоченные в воде соевые семена автоклавируют в течение 1,5-2,0 часов. По завершении автоклавирования семена охлаждают до 35-40⁰С и смешивают с закваской-коджи (Asp.) и солью. Далее полученный продукт фасуют в ферментационные бочки, плотно закрывают тонкой пластинкой или вощеной бумагой, помещая поверх нее груз. В зависимости от вида мисо и условий созревания ферментация может продолжаться от нескольких месяцев до 2 лет. Технологическую схему производства натто можно представить следующим образом:

1. замачивание соевых семян;

2. варка до размягчения;

3. охлаждение субстрата;

4. инокуляция промышленной культурой Bacillus natto;

5. перемешивание во вращающейся бочке;

6. заворачивание полученной смеси порциями по 50-100 г в тонкую пленку из перфорированного полиэтилена и укладка на неглубокие поддоны;

7. выдержка продукта в ферментационной комнате в течение 24 ч при температуре 30-40⁰С до появления на соевых семенах сплошного белого липкого налета полимера глутаминовой кислоты;

8. охлаждение полученного продукта.

В РФ специалистами Кемеровского технологического института пищевой промышленности разрабатываются рецептуры и схемы производства комбинированных молочных продуктов на соевой основе. Так, на соевой основе может производиться напиток типа йогурт. Для его изготовления шелушенные сухие соевые семена промывают проточной водой при температуре 12-15⁰С, затем обжаривают до светло-коричневого цвета и замачивают в 3-6 раз превышающем по массе количестве воды в течение 4-6 ч при 18-20⁰С. Полученный продукт подвергают тепловой обработке с помощью пара в течение 5-20 мин, после чего охлаждают и вводят в него предварительно подготовленные сахарный сироп (6-12% сахара), фруктовый наполнитель (1-5%). Ароматизаторы. Смесь заквашивают при температуре 40-45⁰С, внося 5% закваски (чистые культуры термопрофильного молочнокислого стрептококка и болгарской палочки). Заквашивание смеси продолжается в течение 8-16 часов. Затем проводят розлив и упаковку напитка в герметичную тару.

Размещено на Allbest.ru