Состав шрота сои "пробужденное семя", способ его получения и способ получения соевого молока

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения продуктов из сои. Предложен состав шрота сои, в котором биомакромолекулы полисахаридов и жирных кислот находятся в виде биохимически активного комплекса, в центре которого находится обменный ион металла. Биомакромолекула белка представлена в развернутом виде. Компоненты взяты при следующем соотношении, мас. %: биохимический комплекс 45,5-52,5; белок 43,5-48,5; вода 4,0-6,0. Шрот сои получают путем тепловой обработки нативной сои точечным волновым энергоподводом с энергетической экспозицией 200-1200 кДж/м² в ИК-диапазоне излучений. Тепловую обработку осуществляют в стационарном, ступенчатом или циклическом режиме. Соевое молоко получают гидратацией полножирного соевого шрота "Пробужденное семя" при массовом соотношении шрот:вода, равном 1:(6,5-12), и (100±2)^oС с последующим разделением суспензии на жидкую и твердую фазы. Изобретение позволяет получить диетический продукт с высокой пищевой и энергетической ценностью, легкой усвояемостью и перевариваемостью. 3 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к продуктам на основе растительного белка, и касается составов продуктов сои и способов их получения, используемых в качестве продуктов питания с лечебно-профилактическими и диетическими свойствами и пищевой добавки к изделиям из мяса, рыбы, овощей, молока, жиров и др. для повышения их биологической ценности.

В настоящее время в мире большое внимание уделяют бобовой культуре сое, так как соя является культурой наиболее сбалансированной по белку и аминокислотам, жирам и жирным кислотам, содержащей в большом количестве витамины, минеральные вещества и клетчатку. Поэтому соя может служить в качестве базового продукта для оздоровительного питания. Оздоровительные продукты питания из сои готовят из дробленой сои, которую называют шротом. Обычно под термином "шрот" понимают обезжиренную, измельченную нативную сою, прошедшую определенную тепловую обработку /American Soybean Association Gafferlurgasse. 18/2/3 A1190 VIENNA, AUSTRIA. - 21 с., с.12/ [1].

Шрот является основой для получения всех видов продуктов из соевого белка - соевое молоко, соевая крупа и мука, соевые белковые концентраты, соевые белковые изоляты.

Для увеличения сохранности соевых продуктов, устранения их специфического привкуса и снижения количества антипитательных веществ нативной сои до безопасного уровня соевые бобы подвергают длительной тепловой обработке и удалению жиров /Бабич А. О. Сучасне виробництво i використання coï. - К.: Урожай, 1993. - 432 с., с. 309 - 311, 360/ [2].

Состав соевого шрота не содержит жиров и жирорастворимых витаминов, чем нарушается принцип "самоперевариваемости", который является основополагающим в системах оздоровительного /здорового/ питания. Длительная тепловая обработка соевых бобов для снижения до безопасного уровня величины антипитательных веществ в виде побочных эффектов приводит к существенному снижению перевариваемости белков, потере аминокислот, витаминов и минеральных веществ, наличие которых и определяет оздоровительные и лечебно-профилактические свойства пищевых продуктов /Справочник. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 1, Издание 2 под редакцией проф., д. т. н. И. М. Скурихина и проф., д. м. н. А. Волгарева. М.: ВО Агропромиздат, 1987. - с.156-161/ [3].

Известен состав шрота сои, содержащий белок, жир, углеводы и воду [Soy Protein Council. 1255 Twenty-Third Street. NW. Washington, DC 200037, с.56, с.14] [4].

В известном составе ингредиенты представлены в следующем соотношении, мас.%: Белок - 45,0 Углеводы - 42,5 Жир - 0,5 Вода - 12,0 Указанный состав шрота сои получают способом, предусматривающим очистку соевых бобов, их дробление, кондиционирование (небольшой нагрев и увлажнение) и измельчение в лепестки с последующей экстракцией соевого масла из полножирных лепестков с помощью растворителя, удаление растворителя при контролируемой температуре (100-105^oС) и повышенной влажности с получением съедобных обезжиренных лепестков, их помол и рассев [4, с.13].

Техническая сущность способа состоит в предварительном удалении жиров, тепловой обработке при вышеуказанных параметрах с последующим получением соевого шрота в виде соевой крупы или соевой муки. На основании изложенного выше [3] следует, что основным недостатком известного состава шрота сои и способа его получения является то, что в результате количественных и качественных изменений компонентов бобов нативной сои в процессе получения шрота получают продукт, который квалифицируется как пищевой и по сравнению с нативной соей характеризуется потерей биологических и питательных веществ на 30-50%.

Наиболее близким аналогом к изобретению является состав шрота сои и способ его получения, представленные в [1, с.11-15].

Известный состав шрота содержит ингредиенты при следующем соотношении, мас.%: Полисахариды - 41,2-43,8 Белок - 43,4-46,5 Вода - 11,2-13,8 Жирные кислоты - 0,5-1,0
Сущность способа получения указанного состава шрота сои состоит в следующем.

Соевые бобы подвергают многоэтапной очистке: с помощью магнитного сепаратора удаляют металлические предметы, на ситах отделяют сою от семян других растений, а с помощью циклона освобождают сырье от пыли.

Очищенные бобы сои подвергают кондиционированию, т.е. небольшому нагреву [до 50^oС] и увлажнению с последующим их измельчением.

Измельчение осуществляют в два этапа: сначала соевые бобы пропускают между рифлеными валками и дробят на 4-8 частей, а затем они проходят через валки с гладкой поверхностью, где расплющиваются до плоских пластинок толщиной 0,25 мм (полножирные пластины).

Данный размол осуществляют для получения продукта, из которого возможно эффективное удаление соевого масла.

Тончайшие пластинки поступают в экстракционную установку. Для извлечения масла из клеточной ткани бобов используется жирорастворяющая жидкость гексан с температурой кипения от 60 до 70^oС. Экстракцию осуществляют в противоточном режиме в течение 1-2 ч.

После экстракции пластинки сои содержат всего лишь около 1% остаточною масла, но количество гексана достигает около 30%. Соевые пластинки обрабатывают водяным паром при 100-105^oС в течение 0,5 ч в противоточном режиме, затем пластинки сушат и охлаждают.

Полученный продукт представляет собой крупнозернистую массу (обезжиренные пластинки), которую используют в качестве белкового корма, в частности, при откорме бройлерной птицы. Данный продукт характеризуется недостаточными энергетическими свойствами и следами остаточного гексана.

Известно, что из обезжиренных пластин сои путем размола получают шрот, рассев которого по фракциям представляет соевую муку и соевую крупу, которые являются пищевыми продуктами в питании человека. Следует отметить, что шрот сои можно получить только из обезжиренных пищевых пластин сои, наличие остаточного жира в которых не превышает 1 мас.%. Попытка заявителя получить шрот (крупу, муку) из полножирной сои привела к замасливанию валков и не позволила реализовать процесс получения шрота.

Известный состав шрота характеризуется нахождением биомакромолекул протеинов, углеводов и др. компонентов в виде фактически механической смеси
Как показали наши исследования, в процессе тепловой обработки соевых бобов, например, паром при 100-105^oС [1, с.11] происходит медленное разрушение оболочки и обмен конституционной воды зерен боба на объемную воду. Водорастворимые компоненты диффундируют, образуя там ассоциаты биомакромолекул с захватыванием ионов кальция и магния из объемов воды. Поскольку эти ионы находятся в виде неорганических солей, частично диссоциирующих, внешние группы биомакромолекул ассоциата дополнительно компенсируются и анионами сульфатов и хлоридов. После удаления воды состав шрота представляет собой сложный состав сохранившихся нативных биомакромолекул, а также образовавшихся в процессе обработки ассоциатов.

Перевариваемость такого продукта in vivo в желудочно-кишечном тракте человека или животного весьма различна, что приводит к существенной потере питательных и энергетических запасов соевого продукта, и его усвояемость снижается на 20-30%.

Положительным при этом можно назвать снижение до безопасного уровня антипитательных веществ в полученном продукте из сои.

К отрицательным моментам можно отнести существенную потерю в продукте витаминов и минеральных веществ, которые могут составлять 50-70% от их содержания в нативной сое.

Обработка соевых бобов при температуре выше 150^oС, например, прожариванием [2, с.310] приводит к удалению антипитательных веществ. При этом вектор нагрева направлен от периферии к центру боба, что приводит к существенной денатурации протеинов внешнего слоя боба с последующей регидратацией биомакромолекул молекулами воды, выходящими из центра боба. Широкий спектр температур по сечению боба сои приводит к нежелательным конформационным изменениям биомакромолекул полисахаридов и частичной потере их биохимической активности. Хотя ингибитор трипсина удаляется почти полностью, расход ферментов желудочно-кишечного тракта на переваривание и усваивание сои существенно изменяется. Такой продукт относят к "тяжелой пище", и она не может быть рекомендована людям с нарушенной кислотностью, диагнозами - гастрит, колит, дискинезия кишечника, т.е. полученный продукт несомненно съедобен, но относится к группе ограниченно питательным, а потери очень ценных компонентов сои, дарованных нам природой, составляют 30-50%.

Таким образом, известный состав шрота сои в виде механической смеси обладает низкими сорбционными, поглотительными и обменными свойствами, и выполняет только функцию питания организма.

Необходимо также отметить, что состав известного шрота имеет низкую регенерирующую клеточную активность вследствие незначительного содержания (практически отсутствует) полиненасыщенных жирных кислот.

Для повышения энергетических характеристик активности обезжиренных пластин сои известно добавление в кормовой рацион, например, кур-несушек жира, что в конечном итоге показывает несостоятельность способа переработки сои в качественный пищевой продукт.

Согласно известной технологии [1, с.11-15] нами был приготовлен шрот сои и определены его качественные показатели:
- питательная ценность, выраженная реальной обменной энергией, составила 15,8 МДж/кг;
- перевариваемость шрота была на уровне 85,7%;
- поглотительная способность по отношению к ионам тяжелых металлов составила 51%, что свидетельствует о пониженных лечебно-профилактических свойствах;
- высокие энергетические затраты организма на перевариваемость и усвояемость шрота.

Таким образом, основными недостатками известного состава шрота сои и способа его получения являются низкая усвояемость, приводящая к повышенным энергетическим затратам организма на его переваривание, пониженные энергетические характеристики, а также пониженный уровень оздоровительных и лечебно-профилактических свойств.

Соевый шрот широко используют для получения соевого молока - аналога молочных продуктов на основе растительного белка.

Известно, что соевое молоко - насыщенный целебный напиток, содержит только легко усваиваемые организмом белки растительного происхождения, обладает высокими диетическими свойствами, но не содержит холестерин и является идеальным заменителем коровьего молока.

Известен способ получения соевого молока из обезжиренного шрота сои (2, стр. 374] [5] . Сущность способа состоит в обработке обезжиренного соевого шрота водой при массовом соотношении шрот:вода = 1:10 и перемешивании с последующим разделением полученной суспензии на твердую и жидкую фазы, например, фильтрованием. К водному экстракту компонентов соевого шрота добавляют растительное масло, сахарозу, стабилизатор, например КМЦ. Нагревают в течение 30 минут при 90^oС, гомогенизируют, охлаждают до 5 ^oС последующим добавлением красителей, ароматизаторов. Полученное соевое молоко содержит 3-3,5 % белка, приблизительно 5% жира.

Как следует из технической сущности известного способа [5], его реализация обеспечивает получение соевого молока с недостаточно высокими качественными показателями; при этом молоко имеет запах и вкус протеина.

Как показали наши исследования, соевому молоку, полученному по способу [5] , соответствует питательная ценность, характеризуемая реальной обменной энергией в интервале 16,3-17,7 МДж/кг и усвояемостью на уровне 82,1-87,8%. Кроме того, с течением времени молоко подвергается расслаиванию.

К недостаткам способа также можно отнести сложность, многостадийность процесса получения молока, необходимость осуществления строгого контроля температуры нагрева фильтрата.

Таким образом из уровня техники, характеризующего известные состав соевого шрота, способ его получения и способ получения шрота из соевого молока, следует, что известные технические решения требуют усовершенствования в направлении повышения качества соевых продуктов за счет придания им комплекса свойств: высокой биологической ценности, повышенных оздоровительных, лечебно-профилактических и диетических свойств.

В основу группы изобретений поставлена задача:
- получить состав полножирного соевого шрота с безопасным уровнем антипитательных веществ и основными компонентами (белки, полисахариды, полиненасыщенные жирные кислоты) в такой форме, которая обеспечивала бы их легкое усвоение организмом.

Полученный состав полножирного соевого шрота должен обладать:
- высокой пищевой биологической ценностью за счет концентрированного состава пищевых веществ, витаминов, минеральных солей, ферментов и других важнейших компонентов,
- оздоровительными и лечебно-профилактическими свойствами за счет разнообразного и богатого комплекса нативных витаминов и минеральных веществ, а также клетчатки с повышенными сорбционными показателями,
- диетическими свойствами за счет облегченных перевариваемости и усваиваемости, а также возможности реализации принципа метаболического шунтирования в организме больного человека, который позволяет обойти поврежденное паталогией звено метаболического конвейера и обеспечить физиологические потребности больного в пищевых веществах, витаминах и минералах.

При этом получаемый состав должен хорошо сохраняться, быть готовым к употреблению, обладать высокой технологичностью для дальнейшей промышленной переработки и/или приготовлению блюд и кулинарных изделий.

- разработать способ получения полножирного состава соевого шрота путем кратковременного щадящего воздействия на нативную сою дозированного точечного волнового энергоподвода, который обеспечил бы получение продукта с вышеописанными свойствами.

- разработать простой, малоэнергоемкий, с низкими трудозатратами способ получения высококачественного соевого молока путем гидратации полножирного соевого шрота, компоненты которого находятся в особом биохимическом состоянии.

Для решения поставленной задачи предложен состав шрота сои "Пробужденное семя", включающий белок, полисахариды, жирные кислоты, микроэлементы и воду, в котором согласно изобретению шрот содержит упомянутые компоненты в виде рекомбинированных фрагментов, и полисахариды, жирные кислоты и микроэлементы входят в состав в виде биохимического комплекса общей формулы R₁-Me-R₂, где R₁ - радикал полиненасыщенной жирной кислоты общей формулы
С_nН_2n-4O₂,
где n=16-20;
Me - Ca, Mg;
R₂ - радикал полисахаридного остатка из фрагментов /D-Glc. D-Fru/_m, где m=10³-10⁴,
а белок - в виде N-субъединица-С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Биохимический комплекс - 45,5-52,5
Белок - 43,5-48,5
Вода - 4,0-6,0
Поставленная задача решается также и способом получения состава шрота сои, включающим тепловую обработку бобов сои и их измельчение, в котором согласно изобретению в качестве бобов сои используют бобы нативной сои, а тепловую обработку осуществляют, воздействуя точечным волновым энергоподводом с энергетической экспозицией 200 - 1200 кДж/м², причем в качестве точечного волнового энергоподвола используют ИК-излучение; тепловую обработку осуществляют ступенчато и величину экспозиции на 1-й ступени выбирают минимальной с последующим увеличением уровня экспозиции на каждой ступени не менее чем в 1,2 раза; тепловую обработку осуществляют циклично, нагрев - охлаждение - нагрев, с различной величиной экспозиции при осуществлении циклических операций нагрева.

Использование вышеописанного состава шрота сои для получения соевого молока позволяет решить поставленную задачу предложенным способом получения соевого молока, включающим обработку соевого шрота водой с получением суспензии, нагрев, разделение на жидкую и твердую фазы, в котором согласно изобретению в качестве соевого шрота используют шрот сои "Пробужденное семя"; при этом обработку осуществляют гидратацией шрота водой при массовом соотношении шрот: вода = 1:(6,5-12), а температуру полученной суспензии доводят до температуры кипения воды.

Нами показано, что впервые получен состав соевого шрота, в котором биомакромолекулы полисахаридов, жирных кислот находятся в виде биохимически активного комплекса, в центре которого находится обменный ион, а биомакромолекула белка представлена в развернутом виде.

Нами также впервые показано, что предлагаемый способ позволяет получить состав шрота сои - мука, крупа из полножирной сои, обладающий новым качеством.

Изложенное выше подтверждается проведенными нами исследованиями. Кондуктометрическое титрование водорастворимых фракций биомакромолекул, экстрагированных из продуктов, рентгенофазовый анализ порошкообразного продукта, а также акустическая спектроскопия показали следующее.

В заявляемом составе шрота по сравнению с нативной соей отсутствуют фазовые переходы и ранее перечисленные компоненты нативной сои представлены в виде биохимически активного комплекса, содержащего активированный радикал полиненасыщенной жирной кислоты с конъюгированными двойными связями и конгломерированные биомакромолекулы полисахаридов.

Воздействие на нативную сою точечного волнового дозированного энергоподвода приводит, как мы определили, к возбуждению реакционноспособных атомных группировок в молекулах полисахаридов и полиненасыщенных жирных кислот, что в свою очередь приводит к образованию достаточно устойчивых биохимически активных комплексов в продукте, которые in vitro активно обменивают центральный ион на ионы тяжелых металлов из водных растворов, при изменении рН среды.

При попадании шрота в организм последний находится в жидкой среде и активно обменивает центральный ион комплексов на ионы тяжелых металлов, что и обусловливает шроту высокие лечебно-профилактические свойства.

Наличие в составе шрота жирных кислот, полисахаридов и микроэлементов в виде рекомбинированного конгломерата приводит к тому, что энергетические затраты системы пищеварительного тракта на переваривание и усваиваемость заявляемого шрота сои снижаются на 50-70%, повышается регенерирующая клеточная активность шрота, и обеспечиваются лечебно-профилактические свойства шрота за счет образования биохимически активного комплекса, обладающего высокими сорбционными, поглотительными и обменными свойствами по отношению, прежде всего, к ионам тяжелых металлов.

Нами также установлено, что при использовании полножирного шрота, характеризующегося нахождением биомакромолекул плисахаридов и жирных кислот в виде биохимически активного комплекса с обменным ионом в центре, а биомакромолекулы белка в развернутом виде, в процессе гидратации шрота водой создаются условия эффективной экстракции указанных компонентов в воду с получением высококачественного соевого молока, при одновременном снижении энергозатрат, упрощении и удешевлении способа получения соевого молока.

Таким образом, заявляемая совокупность существенных признаков предлагаемых состава шрота сои, способа его получения и способа получения соевого молока из шрота является необходимой и достаточной для достижения технического результата, обеспечиваемого группой изобретений:
- повышенное качество шрота сои, что характеризуется высокой питательной и биологической ценностью, выраженной величиной реальной обменной энергии - 18,1-19,2 МДж/кг; высокой перевариваемостью - 87,1-91,0%; значительной поглотительной способностью по отношению к ионам тяжелых металлов - 89-100%, что обеспечивает снижение концентрации последних до биотических пределов; сниженными на 50-70% энергозатратами на перевариваемость и усвояемость шрота сои; повышенными оздоровительными и лечебно-профилактическими свойствами;
- повышенное качество соевого молока, что характеризуется высокими энергетическими показателями: питательная и биологическая ценность выражается реальной обменной энергией на уровне 18,4-20,0 МДж/кг; усваиваемость достигает 91,2-97,3%;
- существенное снижение энерго- и трудозатрат, а также значительное сокращение длительности процесса получения качественных соевых продуктов.

ИЗОБРЕТЕНИЕ РЕАЛИЗУЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ.

Состав шрота сои "Пробужденное семя" получают на агрегате, состоящем из бункера для сырья, дозирующего устройства, технологических блоков светового излучения и электрического шкафа с системами управления. С помощью блоков светового излучения обеспечивается точечное волновое воздействие на соевые бобы в ИК диапазоне излучения.

Бобы сои после очистки и калибровки по размеру загружают в бункер и с помощью дозирующего устройства равномерно, в один слой, размещают на ленте транспортера.

Движущаяся транспортирующая лента перемещает бобы в зону тепловой обработки (технологическую зону). Длина технологической зоны вдоль ленты транспортера составляет 1200 мм и состоит из суммы зон 3 технологических блоков светового излучения, каждая по 400 мм. Каждый блок светового излучения автономен.

На технологические блоки подают напряжение в интервале 140 - 220 В, что позволяет создать плотность падающего светового потока в интервале 7,5-25 кВт/м² и обеспечить энергетическую экспозицию при тепловой обработке соевых бобов в интервале 200-1200 кДж/м².

Указанные параметры тепловой обработки в сочетании со скоростью движения ленты транспортера в диапазоне, равном 5-60 мм/с, и временем обработки 5 - 200 с обеспечивают процесс пробуждения бобов сои при прохождении технологической зоны длиной 1200 мм.

После пробуждения соевые бобы помещают в емкость для естественного охлаждения и подвергают механическому измельчению.

Получают соевый шрот "Пробужденное семя", содержащий белок, полисахариды, жирные кислоты и микроэлементы в виде рекомбинированных фрагментов и воду, причем белок входит в состав шрота в виде N-субъединица-С, а полисахариды, жирные кислоты и микроэлементы входят в состав в виде биохимического комплекса общей формулы R₁-Me-R₂, где R₁ - радикал полиненасыщенной жирной кислоты общей формулы
С_nН_2n-4O₂, где n=16-20;
Me - Са, Mg;
R₂ - радикал полисахаридного остатка из фрагментов (D-Glc.D-Fru)_m,
где m=10³-10⁴ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Биохимический комплекс общей формулы R₁-Me-R₂ - 45,3-52,5
Белок - 43,5-48,5
Вода - 4,0-6,0
Методики определения
Показатели, подтверждающие решение поставленной задачи - получение качественного продукта, определяли комплексом следующих методик:
- кондуктометрическое титрование водорастворимых фракций биомакромолекул, экстрагированных из шрота сои, с использованием комплексометрии и цветных реакций (индикаторы: цистеин/карбазол, бензаурин, сульфарсазен);
- рентгенофазовый анализ на стандартной установке ДРОН-УМI, на Cu Kα (медном) излучении, отфильтрованном через никелевую фольгу толщиной 0,01 мм. Порошковые рентгенограммы получены следующим образом. В пучок монохроматического Сu λ = 0,154 нм) излучение помещают специальную измерительную кювету с исследуемым объектом. Отраженные от исследуемого объекта рентгеновские лучи попадают в счетчик квантов и нормализованные по амплитуде и длительности полезные длины волн регистрируются на измерителе скорости счета (импульс/с) либо подаются на самопишущий потенциометр для регистрации дифракционной картины на диаграммной ленте λ = 0,154 нм; U = 30 кВ; I = 20 мА; скорость счета - 10⁴ имп/с);
- акустическая спектроскопия с использованием стандартной установки акустической спектроскопии типа УЗИС-7. Регистрация сигнала импульсным методом переменного расстояния и резонансного возбуждения преобразователей монокристаллов кварца Х-среза, находящихся в акустических контактах с звукопроводами из плавленого кварца (частота волны 30 МГц).

Используемые методики позволяют определить реальную обменную энергию, поглотительную и обменную способность, перевариваемость, усваиваемость.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Стационарный режим тепловой обработки соевых бобов предпочтительно с влажностью в узком диапазоне, например, 10-14%.

Тепловую обработку осуществляют на агрегате, описанном ранее. Очищенные и прокалиброванные бобы сои размещают в один слой на ленте транспортера.

Линия транспортера движется со скоростью 24 мм/с и подает бобы в зону тепловой обработки длиной 1200 мм, где бобы подвергают воздействию световым потоком плотностью 10 кВт/м² в течение 50 с при величине энергетической экспозиции 500 кДж/м². Это достигается подачей напряжения, равного 143 В на каждый технологический блок. Окончание обработки соевых бобов "Пробужденное семя" совпадает с моментом их выхода из зоны тепловой обработки.

Затем соевые бобы охлаждают, подвергают механическому измельчению с последующим рассевом по величине частиц и получением соевого шрота в виде муки или крупы.

Полученный шрот сои "Пробужденное семя" представлен следующим количественным составом, мас.%:
Биохимический комплекс - 52,5
Белок - 43,5
Вода - 4,0
Состав шрота и его качественные показатели отражены в таблице 1 (пример 6).

Шрот характеризуется высокими величинами питательной ценности, выражаемой реальной обменной энергией на уровне 19,7 МДж/кг, перевариваемость - на уровне 90,0%, поглотительной способности - на уровне 100% (по отношению к ионам тяжелых металлов), при достижении активности ингибитора трипсина на безопасном уровне.

Пример 2. Ступенчатый режим тепловой обработки соевых бобов, предпочтительно с влажностью в широком диапазоне, например, 14,1-24,0%.

Ступенчатый режим реализуют, например, по следующей программе.

Выставляем скорость движения ленты транспортера равной 20 мм/с. Следовательно, под каждым технологическим блоком соевые бобы будут находиться в течение 20 с (400 мм:20 мм/с =20 с).

На первый блок, по ходу движения ленты транспортера подают электрическое напряжение 143 В, что обеспечивает энергетическую экспозицию 200 кДж/м² (H= 10 кВт/м²). На второй блок - электрическое напряжение 160 В, что обеспечивает энергетическую экспозицию 340 кДж/м² (Н=17 кВт/м²). На третий блок подают электрическое напряжение 210 В, что обеспечивает энергетическую экспозицию, равную 500 кДж/м² (Н=25 кВт/м²).

Реализация указанной программы обеспечивает на первой ступени при минимальной величине энергетической экспозиции удаление избыточной влаги из поверхностного слоя соевого боба, а дальнейший ступенчатый переход на более высокий уровень экспозиции позволяет переместить зону выделения тепла по направлению к центру боба и реализовать процесс для более глубинных слоев зерновки.

После охлаждения и измельчения получают шрот сои "Пробужденное семя", количественный и качественный состав отражен в примере 4 таблицы 1, со следующими показателями: реальная обменная энергия - 19,2 МДж/кг, перевариваемость - 91%, поглотительная способность - 96%.

Пример 3. Циклический режим тепловой обработки соевых бобов предпочтительно с влажностью 5,0-9,9%.

Циклический режим обработки реализуют, например, по следующей программе: по ходу движения ленты с соевыми бобами включены первый и третий технологические блоки, причем каждый работающий блок обеспечивает энергетическую экспозицию, равную 700 кДж/м² при плотности светового потока, равной 17,5 кВт/м² и величине подводимого электрического напряжения 165 В. Технологическую зону под каждым блоком соевые бобы проходят за 40 с, а общее время прохождения технологической зоны тепловой обработки длиной 800 мм составляет 80 с при скорости движения ленты 10 мм/с. Второй технологический блок светового излучения по данной программе выключен и соевые бобы в течение 40 с подвергаются естественному охлаждению, двигаясь с лентой транспортера под отключенным блоком, т.е. на второй ступени зерновке обеспечивается "отдых", при котором происходит выравнивание температурного поля внутри боба сои, и процессы преобразований происходят по всему объему зерновки.

После охлаждения и измельчения получают шрот сои "Пробужденное семя", количественный и качественный состав которого отражен в примере 8 таблицы 1, со следующими показателями: реальная обменная энергия - 18,6 МДж/кг, перевариваемость - 88,4%, поглотительная способность - 96%.

Аналогично описанным технологии и примеру выполнения 1 были получены составы шрота сои, содержащие ингредиенты в заявленном диапазоне.

Установлено, что высокие качественные показатели состава шрота сои обеспечиваются заявляемым содержанием белка - 43,5-48,5% и биохимического комплекса - 45,5-52,5%, в состав макромолекул которого входят рекомбинированные фрагменты заявленных структурных формул (таблица 1, примеры 1-12).

Заявленный качественный и количественный состав шрота сои обеспечивается воздействием на нативные бобы сои точечного волнового энергоподвода с энергетической экспозицией, величина которой находится в интервале 200-1200 кДж/м², и в сочетании со следующими параметрами тепловой обработки ИК-излучением: подаваемое напряжение 140-220 В, плотность падающего светового потока 7,5-25 кВ/м², время обработки 5-200 с.

При тепловой обработке бобов сои ИК-излучением с энергетической экспозицией, значение которой находится ниже заявляемого предела, основные компоненты нативной сои претерпевают незначительные изменения и только по периферии боба сои, и находятся практически в виде механической смеси, что присуще известному составу, т.е.. показатели полученного шрота сои находятся на уровне показателей известного шрота.

Если соевые бобы подвергают воздействию ИК-излучения с энергетической экспозицией, значение которой находится выше заявляемого предела, создаются условия, когда направление градиентов теплового потока и влажности внутри соевого боба направлены в противоположные стороны, и наблюдается разрушение образовавшегося биохимического комплекса с его последующей рекомбинацией, что в условиях высокоэнергетического потока не может контролироваться и приводит к получению продукта, который по качественным показателям является близким к показателям известного шрота.

Для получения соевого молока используют полножирный шрот сои "Пробужденное семя", содержащий биохимический комплекс, состоящий из биомакромолекул полисахаридов и жирных кислот с обменным ионом в центре, биомакромолекулы белка в развернутом виде и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Биохимический комплекс - 45,5-52,5
Белок - 43,5-48,5
Вода - 4,0-6,0
Шрот сои загружают в реактор с мешалкой и гидратируют водой при массовом соотношении шрот: вода 1:(6,5-12). Гидратацию осуществляют путем добавления воды при перемешивании в течение 5-20 мин до получения однородной массы.

В полученную суспензию вводят вкусовые добавки (соль, сахар, ваниль, пищевую соду) и при постоянном перемешивании температуру суспензии доводят до температуры кипения воды (100±2^o)С в течение 5-15 мин.

Суспензию разделяют на жидкую и твердую фазы, например, фильтруя суспензию через тканевый фильтр с получением соевого молока и соевой массы.

Из одного килограмма шрота получают 5,2-10,5 л соевого молока и 1,90 кг соевой массы.

Получают высококачественное соевое молоко, характеризующееся высокими энергетическими показателями - величинами биологической питательной ценности, соответствующей реальной обменной энергии, равной 18,4-20,0 МДж/кг, и усваиваемости, равной 91,2-97,3%, а также достаточными физико-химическими показателями - содержание белка достигает 2,8-4,0%, содержание жиров - 1,4-2,0%. Достоинством полученного соевого молока является отсутствие запаха и вкуса протеина.

Для определения показателей энергетической ценности соевого молока и его физико-химических показателей использовали кондуктометрическое титрование водорастворимых фракций биомакромолекул с применением комплексонометрии и цветных реакций (индикаторы: цистеин/карбазол, бензаурин, сульфарсазен); весовой метод, а также традиционные биохимические методы определения и расчета энергетической ценности биомакромолекул, изложенные в книге А. Уайта, Ф. Хендлера и др. Основы биохимии. T.1, М.: Мир, 1981, 532 с., [6].

Пример 4.

Берут 1 кг шрота сои "Пробужденное семя" при следующем соотношении компонетов, мас.% (см. табл.1, состав 6):
Биохимический комплекс - 52,5
Белок - 43,5
Вода - 4,0
Шрот загружают в реактор с мешалкой и подвергают процессу гидратации путем добавления при постоянном перемешивании 10 л воды (массовое соотношение шрот:вода составляет 1:10). Процесс гидратации осуществляют следующим образом. Вначале в реактор добавляют 2,5 л воды комнатной температуры (массовое соотношение шрот:вода составляет 1:2,5) и смесь перемешивают в течение 10 мин до получения однородной массы. Затем в полученную массу добавляют 7,5 л воды (массовое соотношение шрот:вода составляет 1:7,5), имеющей температуру кипения (100±2)^oС, и массу перемешивают в течение 7 мин до получения однородной суспензии.

В полученную суспензию вводят вкусовые добавки (соль, сахар, ваниль, пищевую соду) и при постоянном перемешивании доводят температуру суспензии до (100±2)^oС, температуры кипения воды, в течение 5 мин.

Суспензию фильтруют через тканевый фильтр с получением соевого молока в количестве 8,6 л и соевой массы в количестве 1,90 кг (см. табл.3, пример 2).

Полученное соевое молоко характеризуется высокими величинами питательной ценности, выражаемой реальной обменной энергией на уровне 19,7 МДж/кг и усваиваемости на уровне 96,2% (табл.2, пример 6).

Аналогично описанным технологии и примеру выполнения 4 были осуществлены опыты по получению соевого молока при реализации заявляемых условий гидратации шрота водой с использованием заявляемого качественного и количественного состава полножирного шрота сои. Полученные данные представлены в таблицах 2 и 3, где в таблице 2 отражены энергетические показатели, а в таблице 3 - физико-химические показатели получаемого соевого молока.

Установлено, что заявляемый состав полножирного шрота сои "Пробужденное семя", содержащий 43,5-48,5 мас.% белка, 4,0-6,0 мас.% воды и 45,5-52,5 мас. % биохимического комплекса, в состав биомакромолекул которого входят рекомбинированные фрагменты заявленных структурных формул, обеспечивает получение качественного соевого молока, обладающего высокими питательной и биологической ценностью и усваиваемостью (таблица 2, примеры 1-12). При этом достигаемый результат обеспечивается и условиями процесса гидратации; массовым соотношением шрот:вода = 1:(6,5-12) и температурой гидратации (100±2)^oС.

При использовании шрота сои, величины содержания компонентов которого находятся за граничными значениями, и компоненты не могут быть описаны представленными структурными формулами, получают соевое молоко, энергетические показатели которого находятся на уровне показателей молока, полученного известным способом [5].

Проведение процесса гидратации шрота водой при массовом соотношении шрот: вода ниже заявляемого предела, например 1:6, т.е. в условиях избытка шрота, приводит к расслаиванию полученного соевого молока и выпадению осадка, а также приводит к повышенным энергозатратам для получения однородной суспензии, что является экономически нецелесообразным.

Проведение процесса гидратации шрота водой при массовом соотношении шрот:вода выше заявляемого предела, например 1:12,5, т.е. в условиях избытка воды, приводит к ухудшению вкусовых качеств, а также к значительному снижению физико-химических и энергетических показателей соевого молока, которые приближаются к уровню показателей молока, полученного известным способом [5] .

Существенным признаком является температура проведения процесса гидратации шрота. Оптимальной с точки зрения достижения минимально возможных энергетических затрат является температура гидратации, соответствующая температуре кипения воды (100±2)^oС. При этом в сочетании с заявляемым массовым соотношением шрот:вода обеспечивается эффективная, быстрая экстракция питательных веществ (аминокислот, ферментов и витаминов), практически без потерь, с получением качественного соевого молока.

Повышение температуры гидратации приводит к значительному снижению энергетических показателей молока и необоснованному повышению энергозатрат, а снижение температуры гидратации - к увеличению длительности процесса, повышению энергозатрат и снижению качества соевого молока.

Преимущества предложенного состава шрота сои "Пробужденное семя" и способа его получения по сравнению с известным техническим решением /1/ подтверждаются данными таблицы.

Согласно изобретению предлагаемый состав шрота сои превосходит по своим качественным показателям известный состав шрота, что выражается
- в повышении его питательной ценности, выражаемой реальной обменной энергией, с.15,8 до 18,1-19,7 МДж/кг, т.е. на 14,5-24,6%;
- в увеличении перевариваемости с 85,7% до 87,1-91,0%;
- в увеличении поглотительной способности по отношению к ионам тяжелых металлов с 51 до 89-100%, т.е. обеспечивается снижение концентрации последних в растворе до биотических пределов, при достижении безопасного уровня ингибитора трипсина.

Предлагаемый способ тепловой обработки нативной сои по сравнению с известным обеспечивает значительное сокращение времени обработки, необходимого для получения качественного продукта с 30 мин до 5-200 с, т.е. более чем в 9 раз, при этом существенно снижается время обработки, необходимое для снижения антипитательных веществ до безопастного уровня, например ингибитора трипсина; уменьшает кислотность шрота; обеспечивает помол зерновок полножирной сои за счет повышения пористости и удаления химически не связанной воды, что не достигается известными способами.

Достоинствами предлагаемого состава шрота являются:
- высокая регенерирующая клеточная активность вследствие сохранения содержания в шроте полиненасыщенных жирных кислот практически на уровне их содержания в нативной сое;
- низкие энергетические затраты системы пищеварительного тракта на переваривание и усваиваемость шрота, снижение затрат достигает 50-70%;
- повышенные оздоровительные и лечебно-профилактические свойства шрота за счет содержания биологически активного комплекса, обладающего высокими сорбционными, поглотительными и обменными свойствами.

Кроме того, следует отметить, что заявляемый шрот сои "Пробужденное семя" обладает специальными свойствами, позволяющими проводить его последующую гидратацию:
- достаточно мягкий помол, что обеспечивает переход в раствор от 8 до 12% сухих веществ;
- высокий процент водорастворимой фракции белка (КРА=80-85%);
- увеличина доступность жиров;
- высокая водопоглотительная способность.

Использование предложенного состава шрота сои, обладающего высоким качеством, показатели которого отражены выше, обеспечивает предложенному способу получения соевого молока следующие преимущества.

Предлагаемый способ получения соевого молока по сравнению с наиболее близким аналогом [5] обеспечивает повышение качества молока, что выражается в повышении энергетических показателей: питательная и биологическая ценность увеличивается за счет возрастания реальной обменной энергии с 16,3-17,7 МДж/кг до 18,4 - 20,0 МДж/кг, т.е. на 13%, а усваиваемость увеличивается с 82,1-87,8% до 91,2-97,3%, т.е. на 9,1-9,5%, при достижении низких энерго- и трудозатрат.

Следует также отметить, что предлагаемый способ получения молока обеспечивает значительное снижение энерго- и трудозатрат и упрощение при получении молока с высокими энергетическими и физико-химическими показателями, даже превышающими уровень показателей наилучшего известного молока, полученного "Научно-производственной фирмой РОСС", Харьков.

Достоинством предлагаемого способа является то, что способ обеспечивает получение соевого молока, при потреблении которого сохраняется полный переход незаменимых аминокислот в организм; а также полное отсутствие запаха и вкуса протеина.

Формула изобретения

1. Состав шрота сои, включающий белок, полисахариды, жирные кислоты, микроэлементы и воду, отличающийся тем, что он содержит упомянутые компоненты в виде рекомбинированных фрагментов и полисахаридов, жирные кислоты и микроэлементы входят в состав в виде биохимического комплекса общей формулы
R₁-Me-R₂,
где R₁ - радикал полиненасыщенной жирной кислоты общей формулы С_nН_2n-4О₂, где n=16-20;
Me - Са, Mg;
R₂ - радикал полисахаридного остатка из фрагментов (D-Glc. D-Fru)_m, где m = 10³-10⁴,
а белок - в виде N-субъединица - С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Биохимический комплекс - 45,5-52,5
Белок - 43,5-48,5
Вода - 4,0-6,0
2. Способ получения состава шрота сои, включающий тепловую обработку ИК-излучением бобов сои и их измельчение, отличающийся тем, что в качестве бобов сои используют бобы нативной сои, а тепловую обработку осуществляют, воздействуя на сою точечным волновым энергоподводом с энергетической экспозицией 200-1200 кДж/м².

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что тепловую обработку осуществляют ступенчато.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что величину экспозиции на 1-й ступени выбирают минимальной с последующим увеличением уровня экспозиции на каждой ступени не менее чем в 1-2 раза.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что тепловую обработку осуществляют циклично: нагрев - охлаждение - нагрев.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что величину экспозиции выбирают различной в каждой циклической операции нагрева.

7. Способ получения соевого молока, включающий обработку соевого шрота водой с получением суспензии, нагрев, разделение на жидкую и твердую фазы, отличающийся тем, что в качестве соевого шрота используют шрот по п.1.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что обработку соевого шрота водой осуществляют гидратацией шрота при массовом соотношении шрот:вода, равном 1: (6,5-12).

9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что температуру полученной суспензии доводят до температуры кипения воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 12.05.2009

Дата публикации: 10.12.2011

---