Экструзионный метод обработки зерна сои
Соя является наиболее часто встречающейся добавкой в пищевых продуктах, а также в сельском хозяйстве, особенно в производстве кормов. Это объясняется тем, что из существующего растительного сырья соя обладает наиболее сбалансированным составом белково-жирового комплекса, сахарозы, крахмала, минеральных солей, витаминов. В то же время, соя содержит и ряд вредных составляющих, относящихся к классу гидролаз, которые усложняют процесс усваивания белков. Для их нейтрализации используют различные методы термической обработки, что позволяет получать продукцию с сохранением содержания белков и снижением активности трипсина и уреазы.
Существующие литературные данные очень противоречивы, так как были получены разными исследователями для разных сортов сои, в то время как её состав и физико-химические свойства зависят от разных параметров (сорт, регион выращивания, климатические условия и др.). Поэтому исследования были проведены с зерном одной партии в короткий промежуток времени, что дало возможность объективно сравнить эффективность разных способов обработки (табл. 1).
Таблица 1. Методы термической обработки сои
№ п/п Наименование процесса обработки Снижение активности ингибитора трипсина, % 1. Сухая обжарка целого зерна с м.д. влаги 7% 33,43 2. Сухая обжарка измельченного зерна с м.д. влаги 7% 45 3. Сухая обжарка целого зерна с м.д. влаги 14% 52,7 4. Термовлажностная обработка без давления 77,72 5. Термовлажностная обработка с давлением пара 0,7 мПа в течение 20 мин. 98,4 6. Термовлажностная обработка предварительно замоченного зерна в НОН на 2 ч 94,2 7. Термовлажностная обработка предварительно замоченного зерна в NaCl 3% р-ра 95,8 8. Термовлажностная обработка Р пара 0,17 мПа в течение 5 мин. 99,5 9. СВЧ-облучение целых бобов с м.д. влаги 7% в течение 4 мин. 60,86 10. СВЧ-облучение 4 мин. целых бобов с предварительным замачиванием в НОН в течение 60 мин. 74 11. СВЧ-облучение 4 мин. целых (м.д. вл. 7%) бобов с замачиванием в растворе 3% NaCl в течение 60 мин. 81,1 12. Инфракрасное облучение целых бобов (14% вл.) в течение 4 мин. 94,9 13. Инфракрасное облучение целых бобов (14% вл.) в течение 2 мин. 91,92 14. Экструзионная обработка при давлении 45-50 атм., температуре 148°С, влажности 20% [2] 98
Из табл. 1 видно, что наибольшее снижение активности трипсина обеспечивает термовлажностная обработка, облучение и экструзия.
Термовлажностная обработка связана с необходимостью длительного замачивания с последующей варкой и повышенными затратами энергии, поэтому является экономически менее выгодной по сравнению с другими способами.
Методы облучения требуют высокого качества и чистоты исходного сырья, поскольку возможен перегрев и, как результат, деструкция белков.
Получаемая в результате этих методов структура конечного продукта отличается несущественно.
Экструзионная обработка в настоящее время получила широкое распространение, поскольку обеспечивает непрерывность процесса, компактность установки, снижение удельных затрат энергии. Данный метод обработки характеризуется высоким давлением и температурами (до 150°С) при малом времени пребывания (1-2 мин.).
Эти отличия приводят к принципиальному изменению структуры получаемого продукта по сравнению с традиционными методами (рис. 1).
Рис. 1. Микроструктура сои, полученной:
а) традиционными методами («крупенчатая»); б) экструзией («пластинчатая»)
Такое изменение влечет за собой изменение потребительских свойств. В связи с этим проведены сравнительные оценки свойств продукта, полученного путем обжарки (как наиболее широко используемого и простого в аппаратном оформлении) с экструзионным методом (табл. 2). Это позволило бы создавать продукты с улучшенными физико-механическими свойствами.
Таблица 2. Технологические характеристики муки и экструдата
Наименование продукта Водоудерживание, % Набухаемость, Кн Эмульгирующая способность, мл/г Маслоудерживающая способность, мл/г Соевый экструдат 100,0 4,85 3,5 0,55 Соевая мука из обработанного зерна 135,0 3,0 1,5 0,45 Мука из необработанного зерна 155,0 3,15 2,9 0,5
Исследования проводились как для смесей с водой, так и для смесей с сывороткой разной концентрации. По результатам опытов построены графики (рис. 2, 3).