Химический состав и функциональные свойства экструзионных соевых белковых продуктов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

СЫРЬЕ И ДОБАВКИ

Химический состав и функциональные свойства

экструзионных соевых белковых продуктов

Л.П.Ольховая, Л.Д.Петрова

Тихоокеанский государственный экономический университет, г. Владивосток

Проблема дефицита белка и создания продуктов питания с заданными функциональными свойствами в настоящее время решается применением в рецептурах соевого белкового сырья. В Российской Федерации во многих отраслях пищевой промышленности, в том числе и в мясо- и рыбоперерабатывающей, нашли широкое использование импортные соевые изоляты и концентраты. Применение соевого белкового сырья в виде порошка в пищевой продукции ограничено, уровень замены традиционного сырья составляет 10-12 % от массы основного продукта [1]. В отличие от порошкообразных добавок, вводимых в пищевые системы в ограниченных количествах, белковые текстураты, имитирующие природные объекты по внешнему виду, можно вводить в пищевые системы до 25-35 % к массе закладываемого сырья [2, 3] .

В связи с этим изучение свойств соевого белкового экструзионного сырья отечественного производства (в Приморском крае находятся обширные посевы сои) и его применение в комбинированных формованных продуктах питания - актуальная задача.

Целью настоящей работы было исследование химического состава и функциональных свойств соевых белковых экструзионных продуктов (СБЭП). В качестве объектов исследования выбран текстурированный продукт, представленный в виде муки и в виде гранул, изготовленный на базе ООО «Экстрабин» г. Владивостока. Текстурированный продукт получали из соевой обезжиренной муки методом термопластической экструзии. Метод экструзии включал комбинированное воздействие давления, температуры и интенсивной механической обработки на белковое сырье с последующим формованием путем принудительного пропускания через фильеры. Необходимые условия экструзион-ной обработки: увлажнение и пластификация сырья, получение расплава

биополимеров, денатурация белков и клейстеризация крахмалов, структурирование расплава под действием сил сдвига и растяжения, его охлаждение и формование.

Предварительно увлажненное и перемешанное сырье попадало в зону питания, где оно нагревалось до температуры 60...80 оС. При такой температуре и содержании воды до 30 % биополимеры пластифицировались и переходили из стеклообразного состояния в высокоэластичное. В зоне плавления, в которой температура поддерживалась 150...190 оС, материал переходил в вязкотекучее состояние, образуя расплав биополимеров. Интенсивное структурообразование расплавов биополимеров протекало под действием сил сдвига и растяжения в головке экструдера и фильере. При получении экструдатов пористой макроструктуры использовали короткие нео-хлаждаемые фильеры. При выходе расплавов биополимеров через такие фильеры происходил резкий сброс давления, что приводило к «взрывному» испарению воды и образованию пористой макроструктуры. Полученный продукт нарезали на небольшие

куски и подвергали дополнительной сушке. Текстурированную муку получали путем измельчения текстурата до порошкообразного состояния.

Стоимость 1 т экструзионных соевых продуктов, изготовленных на базе ООО «Экстрабин», составляет 667 долл. США, тогда как цены на зарубежные соевые изоляты и концентраты варьируют от 2500 до 3500 долл. США за 1 т.

Для оценки целесообразности использования экструзионных соевых продуктов при производстве пищевой продукции, в частности формованных изделий, изучены их физико-химические показатели. Результаты анализа химического состава текстурированно-го продукта представлены в табл. 1.

Соевый текстурированный продукт является превосходным источником ценных с пищевой точки зрения веществ - растительных белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ. Массовая доля белка в муке и текстурате составляет 48 %, благодаря чему их можно применять в качестве белковых обогатителей при производстве пищевой продукции.

Для обоснования рекомендаций по использованию экструзионных соевых продуктов при производстве формованных изделий важно знать не только их химический состав, но и функционально-технологические свойства, в частности, водо-, жиропоглотитель-ную способность, эмульсионную емкость, агрегативную и кинетическую стабильность.

Определение водопоглотительной способности соевых белковых компонентов проводили по методу Смита [4].

Для определения жиропоглотитель-ной способности [5] в центрифужную пробирку отвешивали пробу, добавля-

Таблица 1

Химический состав соевого текстурированного продукта (в виде муки и гранул)

Компонент Содержание,%

Исследуемый образец Величина показания ТУ 9196-001-42079317-98

Вода 7 не более 9

Белок 48 не менее 42

Липиды 8 не менее 6

Углеводы 32 -

Зола 5 -

Таблица 2

Показатели эмульсионной емкости, агрегативной и кинетической стабильности

СБЭП Эмульсионная емкость, мл/г Агрегативная стабильность, % Кинетическая стабильность, %

Текстурированная мука 14 0,6 0,92

Текстурат в виде гранул 12 0,9 1,0

ли рафинированное масло, перемешивали и оставляли на 15 мин. Затем смесь центрифугировали, после чего масло сливали в мерный цилиндр и измеряли его объем.

Результаты исследования показали, что соевые экструзионные продукты обладают высокими показателями во-допоглотительной способности. Тек-стурированная мука поглощает воды 343 %, а текстурат в виде гранул -329 %, что, очевидно, связано с тем, что в сравнении с мукой он имеет меньшую величину удельной поверхности соприкосновения с водой. Проведенные исследования водопоглоти-тельной способности соевых экструзи-онных продуктов указывают на перспективность их использования в качестве водопоглотительного компонента. Однако при применении соевых ингредиентов в технологии формованных продуктов необходимо знать продолжительность их набухания, в связи с чем исследовали динамику набухания текстурированной муки и текстурата в виде гранул во временном факторе. Результаты исследования динамики набухания соевых белковых продуктов представлены на рисунке.

Анализируя приведенные данные, следует отметить, что скорости набухания текстурированной муки и текстурата в виде гранул отличаются друг от друга. Так, продолжительность набухания текстурированной муки, представленной в виде порошка, составляет 20 мин, тогда как аналогичный показатель текстурата в виде гранул - 30 мин. Очевидно, это можно объяснить различными размерами частиц у соевых белковых компонентов. Тексту-рированная мука в виде порошка имеет меньшие размеры частиц, что способствует большей удельной поверхности соприкосновения воды с белком. Текстурат в виде гранул имеет большие размеры частиц, что обусловливает меньшую удельную поверхность соприкосновения, вследствие чего набухаемость текстурата происходит медленнее.

СБЭП имеют высокие показатели жи-ропоглотительной способности, что, очевидно, объясняется тем, что молекулы белка сои наряду с гидрофильными имеют и гидрофобные функциональные группы, которые способны удерживать, захватывать и связывать молекулы липидов. Жиропоглотительная способность текстурированной муки и текстурата в виде гранул практически одинаковая и составляет соответственно 87 и 82 %, т. е. максимальное количество поглощаемого масла на 1 г текстурированной муки - 0,87 г, текстурата в виде гранул - 0,82 г.

RAW MATERIALS AND ADDITIVES

350

300

о4-

250

200

150

100

50

При производстве формованных изделий процесс эмульгирования является одним из главных этапов в последовательной технологической цепочке. В связи с этим проводили исследования эмульгирующих свойств, в частности, эмульсионной емкости, агрегатив-ной и кинетической стабильности СБЭП.

Для определения эмульсионной емкости белка эмульсию готовили в режиме непрерывного добавления масла в раствор белка при перемешивании до точки инверсии фаз эмульсии, отвечающей переходу эмульсии в систему вода-масло. Точкой инверсии фаз служило максимальное количество масла, эмульгированного в растворе белка [6].

Определение агрегативной и кинетической стабильности проводили центрифужным методом. Эмульсию, полученную для определения эмульсионной емкости, нагревали в течение 5 мин при температуре 90 °С, охлаждали и центрифугировали [7].

Результаты исследования эмульсионной емкости, агрегативной и кинетической стабильности представлены в табл. 2.

Результаты сравнительной оценки эмульгирующих свойств СБЭП свидетельствуют о том, что они обладают высокими эмульсионными свойствами и способны хорошо удерживать воду и масло даже после нагревания и центрифугирования. СБЭП характеризуются широким спектром функциональных свойств, в результате чего их можно рекомендовать в качестве эмульгирующего, стабилизирующего, водо- и жиропоглощающего компонента в технологиях продуктов питания, в частности при производстве формованных изделий, и их использование значительно повлияет на реологические характеристики полуфабрикатов и качества готовых изделий.

В заключение следует отметить, что исследуемые СБЭП отечественного производства благодаря своему химическому составу и высоким функциональным свойствам могут найти широкое применение в качестве белковых и структу-рорегулирующих доба-

^о--О-О-О

—■— мука текстурированная _о_текстурат в виде гранул

15 20 25 30 35 Продолжительность, мин

40 45 50

Динамика набухания СБЭП во временном факторе

вок при производстве продуктов питания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Толстогузов В.Б. Искусственные продукты питания. - М.: Наука, 1978.

2. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. - М.: Агропромиздат, 1987.

3. Толстогузов В.Б. Экономика новых форм производства пищевых продуктов . - М.: Экономика, 1986.

4. Smith G. C, Hyunil J, Carpenter K.L. et. al. Water absorption capacity // J. Food. Sci. 1973. № 38. P. 849852.

5. Central Soya Co. Inc. Analytical Methods, Fat absorption method-centrifuge. 1973. Р. 563-572.

6. Grabowska J, Goray I, Sikorski Z. Objektiwna metoda ozndc zamea zdolnosa emulgujacy biulek miesmowych // Przem. spoz. 1971 № 25, 412.

7. Swift C.E., Lockett C.F., Fryar P.G. Comminuted meat emulswns. The capacity of meat for emylsifying fats // Food. Technol. 1961. 15. Р. 468-470.

«К.Т.К.»

Торговый представитель

нетчрсою

4

концерна

EMSLMÏD-STARKE GMBH

ПРЕДЛАГАЕТ следующие пищевые добавки:

* мальтодекстрины и сиропы глюкозы (крахмальная патока)

• модифицированные крахмалы для производства:

■ соусов, кетчупов и майонеза

■ детского питания и молочных продуктов

■ консервов и мясной гастрономии

■ безалкогольных напитков

■ кондитерских и хлебобулочных изделий

■ и многого, многого другого

СУХОЕ КАРТОФЕЛЬНОЕ ПЮРЕ мешки по 25 кг., в т.», фасованное Стабильные поставки. Вся продукция сертифицирована

тел, 575-6471, 575-6570 т./ф. 573-4083

141400 Россия, Московская область, г. Хгоки, ул. Пролетарская д. 17