CC BY
12
Научная статья
УДК 663.443.1; 663.443.49
DOI 10.52653/PPI.2021.11.11.017
Получение и использование ферментолизата соевых бобов при производстве продуктов питания
Александра Романовна Кузина1, 2, Юлия Владимировна Николаева1, Вероника Владимировна Тарасова1, Светлана Николаевна Масленникова2, 3
'Московский государственный университет пищевых производств 2АО «Щелково Агрохим», г. Щелково, Московская обл.
3Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл aleksasha.kuzina@mail.ru
Аннотация. На сегодняшний день перед человечеством стоит одна из основных проблем -обеспечение населения людей полноценным пищевым белком. Перспективным решением данного вопроса выступает замена животного белка на растительный. По современным меркам сырье растительного происхождения - это сложно образовавшаяся биогенетическая система, в составе которой имеются протеины, витамины, углеводы, жиры, вторичные метаболиты, хлорофилл, макро- и микроэлементы и другие вещества. В качестве источников получения белка растительного происхождения выступают различные сельскохозяйственные культуры: зерновые, зернобобовые, орехоплодовые культуры и даже пропашные. Соя является одним из основных растительных источников белкового питания населения, которая обеспечивает организм необходимыми незаменимыми аминокислотами. Кроме того, растительные соевые белки (особенно их концентраты и изоляты) обладают рядом функциональных свойств: стабилизирующей, водосвязывающей, эмульгирующей способностью, абсорбцией жира из воды, текстурообразующей способностью, растворимостью, вязкостью, диспергируемостью и многими другими свойствами. Они обладают способностью образовывать и стабилизировать эмульсии типа жир в воде, что очень важно при производстве хлебобулочных изделий. Применение продуктов переработки сои в пищевой промышленности - один из актуальных путей в ликвидации дефицита белка, что должно соответствовать показателям качества и безопасности. Также использование растительных белков связано с модными тенденциями населения, непереносимостью животного белка, трендами на здоровое питание и различными другими причинами. Опыт мировых исследований показывает, что применение соевых компонентов в пищевых продуктах питания обосновано как с пищевой, технологической, медицинской, так и с экономической точки зрения.
Ключевые слова: микробиологические показатели, белок, растительный белок, аминокислоты, контроль качества, соя, соевый изолят, пищевая ценность, растительный источник белка
Для цитирования: Кузина А. Р., Николаева Ю. В., Тарасова В. В., Масленникова С. Н. Получение и использование ферментолизата соевых бобов при производстве продуктов питания // Пищевая промышленность. 2021. № 11. С. 80-82.
Original article
Obtaining and use of soybean fermentolysate in food production
Alexandra R. Kuzina1, 2, Julia Vl. Nikolaeva1, Veronika V. Tarasova1, Svetlana N. Maslennikova2, 3
'Moscow State University of Food Production
2Joint-Stock Company «Schelkovo Agrokhim», Schelkovo, Moscow region 3Mari State University, Yoshkar-Ola, Republic of Mari El aleksasha.kuzina@mail.ru
Abstract. Nowadays mankind faces one of the main problems - the provision of the population with high-grade dietary protein. A promising solution of this problem is the replacement of an animal protein to a plant-based. By modern standards plant-based raw materials are a complexly formed biogenetic system, which contains proteins, vitamins, carbohydrates, fats, secondary metabolites, chlorophyll, macro- and microelements and other substances. Various agricultural crops are used as sources of plant-based protein: cereals, legumes, nuts and even row crops. Soy is one of the main plant-based sources of protein nutrition of the population, which provides the body with essential amino acids. In addition, plant-based soy proteins (especially concentrates and isolates) have a number of functional properties: stabilizing, water-binding, emulsifying properties, fat absorption from water, texturing ability, solubility, viscosity, dispersibility and many other. They can form and stabilize fat-in-water emulsions, which is very important in the production of bakery products. The use of soybean processing products in the food industry is one of the most important ways to eliminate protein deficiency, which must comply with quality and safety indicators. On the other hand, the use of plant-based proteins is associated with modern trends of the population, animal-based protein intolerance, trends in healthy diet and various other reasons. The experience of world research shows that the use of soy components in food products is justified from food, technological, medical and economic points of view.
Keywords: microbiological parameters, protein, plant protein, amino acids, quality control, soy bean, soy isolate, nutritional value, plant protein source
For citation: Kuzina A. R., Nikolaeva Yu. V. Tarasova V. V., Maslennikova S. N. Obtaining and use of soybean fermentolysate in food production // Food processing industry. 2021;(11):80-82 (In Russ.).
Автор, ответственный за переписку: Александра Романовна Кузина, leksasha.kuzina@mail.ru Corresponding author: Alexandra R. Kuzina, leksasha.kuzina@mail.ru
© Кузина А.Р., Николаева Ю.В., Тарасова В.В.; Масленникова С.Н., 2021
FOOD BiOTECHNOLOGY
Введение. Белок является наиболее ценным компонентом пищи людей, обуславливающий оптимальный физиологический уровень поступления незаменимых аминокислот. Протеин выполняет множество функций в организме человека:
1. Строительная (участвует в образовании цитоскелета, органоидов клетки, межклеточного вещества, обеспечивает прочность тканей и клеточных структур).
2. Энергетическая (является дополнительным источником энергии).
3. Защитная (предохраняет организм от чужеродных частиц).
4. Каталитическая (ускоряет биохимические реакции).
5. Транспортная (участвует в транспорте крови по организму).
6. Гормональная (регулирует и контролирует метаболитические процессы).
7. Рецепторная (удерживает различные гормоны, медиаторы на поверхности или внутри клетки).
В современном мире постоянно растет потребность в белке и белковых продуктах. На сегодняшний день в рационе людей наблюдается сильный дефицит протеина, особенно животного происхождения. Рос-потребнадзором были установлены нормы физиологической потребности в белке для взрослого населения: для мужчин от 65 до 117 г/сут и для женщин от 58 до 87 г/сут, из них на белок животного происхождения приходится 40-64 г и 3448 г для мужчин и женщин соответственно [1]. Поэтому соблюдение оптимального уровня содержания белка в организме является неотъемлемой составляющей поддержания здоровья людей и качественного функционирования всех систем человека. Для устранения проблемы дефицита белка существует несколько путей. Так, одним из перспективных решений является использование в рационе питания дополнительного источника протеина растительного происхождения. Особенно актуальным это становится для людей, осознанно отказывающихся от животного белка по причинам непереносимости лактозы и казеина, соблюдения вегетарианского и веганского типа питания и специфических диет, по медицинским показаниям и личным вкусовым предпочтениям.
В качестве источника растительного белка наибольшее внимание уделено бобовым культурам, а именно протеину соевых бобов, производство которых на сегодня довольно хорошо налажено. Помимо сои растительный белок получают из таких сельскохозяйственных культур, как пшеница, кукуруза, рис, горох и даже картофель. Соевые бобы применяют в различных отраслях производства: мясной, молочной, кондитерской, хлебобулочной и даже в кормах. Однако основными направлениями использования сои и продуктов на ее основе является продукция молочной и мясной промышленности. Чаще всего соевую культуру добавляют при производстве колбасных изделий. Также широко используют ее в молочной промышленности. Одним из самых популярных заменителей коровьего молока является соевое молоко, в котором почти нет жиров и холестерина, а его белок полностью усваивается организмом человека.
Довольно широкое применение нашли соевые белковые изоляты и концентраты. Их используют в таких продуктах, как йогурты, творожные десерты, сыры. Также соевые белки применяют при создании низкокалорийных и диетических сортов майонезов. По общедоступным данным известны наиболее популярные соевые продукты. К ним относятся тофу, соевое молоко, соевая мука и такие продукты, как натто, темпе, мисо.
источники соевого белка производят в различных формах: соевая мука, соевый белковый концентрат (содержит до 70 % белка), либо в виде соевого белкового изолята (высокоочищенные белки, не имеющие вкуса и запаха, с содержанием белка до 90 %). Уникальность аминокислотного состава белков сои заключается в том, что они практически не уступают белкам животного происхождения, чему есть подтверждение в документах Всемирной организации здравоохранения [2].
известно, что аминокислотный состав белка сои близок к белку куриных яиц. В 1 кг семян сои содержится 320-450 г протеина, 21 г лизина, 4,8 г метиони-на, 5,3 г цистеина и 4,9 г триптофана. Полезно также и легкоусвояемое масло семян сои, содержащее жирные кислоты, не вырабатываемые организмом человека.
Диетические свойства соевых бобов обусловлены низким содержанием крахмала или даже его отсутствием [3]. Ценность углеводов заключается в том, что большая их часть хорошо растворима в воде. Минеральная часть, богатая калием и фосфором, имеет щелочную реакцию, благодаря чему в организме в значительном количестве накапливается азот. Соевый глицерин, являющийся одним из основных компонентов соевого белка, способствует снижению содержания холестерина в крови. Соевый белок хорошо усваивается организмом, поскольку его перевариваемость достигает 95 %. Они также уникальны и по достаточно высокому содержанию лецитина - фосфолипида особой структуры, играющего чрезвычайно важную роль в функционировании биологических мембран. Наличие лецитина, который принимает важное участие в обмене жиров и холестерина в организме, оказывает активное липотропное действие, уменьшает накопление жиров в печени и способствует их сгоранию, уменьшает
синтез холестерина, регулирует правильный обмен и всасывание жиров, обладает желчегонным действием [4].
Проводилась сравнительная оценка аминокислотного состава растительного белка с аминокислотным составом идеального белка (см. рисунок).
На основе сравнительной характеристики можно сделать вывод о том, что аминокислотный состав растительного белка почти идентичен аминокислотному составу идеального белка, даже по некоторым аминокислотам показатели их содержания чуть выше. Например, содержание изо-лейцина на 35 % выше в растительном белке, лейцина - почти на 6 %, треонина -на 20,6 %. Однако по содержанию фе-нилаланина растительный белок уступает идеальному на 37 %. Данная аминокислота незаменима для здоровья ЦНС, поэтому ее необходимо поддерживать на оптимальном уровне.
Качество пищевого сырья и пищевых продуктов должно поддерживаться на высоком уровне и быть безопасным для здоровья человека. Необходимо контролировать такие показатели, как пищевая ценность, включая массовую долю углеводов, белка, жира, содержание витаминов, макро- и микроэлементов; энергетическая ценность (калорийность); биологическая ценность, включая аминокислотный состав белка, жирнокислотный состав жира, усвояемость белка; физиологическая ценность; органолептическая ценность, включая внешний вид (цвет, форма, состояние поверхности), вкус, запах, текстура (консистенция) продукции; микробиологические показатели, включая КМАФАнМ, БГКП (колиформы), Staphylococcus aureus, дрожжи, плесени и другие [5].
Цель исследования - оценка микробиологических показателей некоторых коммерческих соевых изолятов.
Объекты и методы исследования.
Объектами исследования явились 4 соевых изолята:
Образец №1 китайского производства, Goatang Country Shandong.
Образец №2 российского производства, г. Москва, пищевая ценность - 362 ккал, содержание белков - 91,9 г/100 г, жиров -1,89 г/100 г.
Образец №3 российского производства, г. Нижний Новгород, пищевая ценность -375 ккал, содержание белка - 90 г/100 г, жиров - 1 г/100 г.
ISSN 0235-2486 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 11/2021 81
Микробиологические показатели соевых изолятов
Средний титр группы микроорганизмов, КОЕ/г
Изолят КМАФанМ БГКП (колиформы) Коагулазо-положительные стафилококки и S. aureus Плесени Дрожжи
1 1,5х103 0 0 3,4х103 0
2 5,1х102 0 0 1,9х103 0
3 4,0х102 0 0 0 0
4 2,7х102 0 0 1,0х103 0
Образец №4 китайского производства, пищевая ценность - 380 ккал, содержание белка - 90 г/'00 г, жиров - 0,62 г/100 г.
Для нормирования микробиологических показателей определяли обсеменённость готового продукта по следующим показателям: количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов по ГОСТу '0444.15-94; количество бактерий группы кишечной палочки (коли-формных) по ГОСТу 31747-2012, содержание бактерий вида Staphylococcus aureus и коагулазоположительных стафилококков по ГОСТу 31746-2012; количество дрожжей и плесневых грибов по ГОСТу 10444.12-2013.
Результаты и обсуждение. Результаты микробиологического контроля качества растительного сырья представлены в таблице.
Согласно нормативной документации, численность МАиФАнМ для изолятов соевого белка нормируется в пределах 5х'04 КОЕ/г. Полученные результаты свидетельствуют о том, что все изучаемые образцы находятся в пределах нормы данного показателя, за исключением изолята под номер 2, который незначительно превышает регламентируемый уровень МАиФАнМ [6].
Также проведенные исследования показали, что по истечении 24 ч при температуре 37 °С рост колиморфных бактерий (бактерий группы кишечной палочки) на среде Эндо ни в одном из образцов не установлен. Предел содержания данной группы микроорганизмов - 0,' КОЕ/г [7].
Для определения содержания коагулазоположительных стафилококков и S. aureus использовали селективный солевой агар с маннитом. После инкубирования в течение 48 ч при температуре 37 °С в образцах изолятов №1 и №3 роста микроорганизмов обнаружено не было, тогда как в образцах №2 и №4 отмечался единичный бактериальный рост с изменением цвета индикатора. После дополнительной проверки путем отсева выросших колоний в чистую культуру и их микроскопирования было подтверждено, что данные штаммы не являются стафилококками. Таким образом, при установленном регламентируемом уровне коагулазоположительных стафилококков и S. aureus 0,' КОЕ/г было показано, что все исследуемые образцы изолятов не содержат патогенных микроорганизмов и безопасны для здоровья человека [8].
Следует отметить, что во всех образцах через 3 сут культивирования на среде Са-буро не было выявлено роста дрожжей.
Количество плесеней фиксировали в течение '0 сут культивирования на картофельно-сахарозном агаре с добавлением антибиотиков стрептомицина,
ампициллина и хлорамфеникола для подавления бактериального роста. Было показано, что количество плесневых грибов в образцах №1, 2, 4 превышает допустимые нормы (102 КОЕ/г), а в образце №3 плесеней не обнаружено [9].
Заключение. Таким образом, микробиологический контроль качества четырех коммерческих изолятов выявил отклонение по содержанию плесеней, тогда как по другим группам микроорганизмов показано соответствие регламентируемым показателям. Это свидетельствует о том, что качество проанализированных соевых изо-лятов находится на оптимальном уровне.
Резюмируя, можно сказать, что замена белка животного происхождения на растительный является очень перспективным направлением. Поддержание производства сырья растительного протеина на высоком уровне будет способствовать увеличению спроса и созданию новых продуктов питания на их основе, что позволит повысить качество и количество потребляемого белка.
список источников
1. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08.
2. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. СанПиН 11 63 РБ 98. Минск, 1999. 218 с.
3. Смагина А. В., Сытова М. В. Анализ использования соевого белка в пищевой промышленности // Научные труды Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета. 2011. № 23. С. 174-179.
4. Подобедов А. В. Уникальные свойства сои // Достижения науки и техники АПК. 2002. № 6. С. 42-45.
5. ГОСТ Р 54609-2011. Услуги общественного питания. Номенклатура показателей качества продукции общественного питания. М.: Стан-дартинформ, 2019. 8 с.
6. ГОСТ 10444.15-94. Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных
микроорганизмов. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. 7 с.
7. ГОСТ 31747-2012. Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий). М.: Стандартинформ, 2013. 20 с.
8. ГОСТ 31746-2012. Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества коагулазоположительных стафилококков и Staphylococcus aureus. М.: Стандартинформ, 2013. 28 с.
9. ГОСТ 10444.12-2013. Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Методы выявления и подсчета количества дрожжей и плесневых грибов. М.: Стандартин-форм, 2014. 14 с.
REFERENCES
1. Norms of physiological needs for energy and nutrients for various groups of the population of the Russian Federation. Methodical recommendations МР 2.3.1.2432-08.
2. Hygienic requirements for the quality and safety of food raw materials and food products. SanPiN 11 63 RB 98. Minsk, 1999. 218 p.
3. Smagina A. V., Sytova M. V. Analysis of the use of soy protein in the food industry. Scientific works of the Far Eastern State Technica[ Fisheries University. 2011;23:174-179.
4. Podobedov A. V. Unique properties of soy. Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2002;6:42-45.
5.GOST R 54609-2011. Catering services. The nomenclature of indicators of the quality of public catering products. M.: Standartinform, 2019. P. 8.
6.GOST 10444.15-94. Food products. Methods for determining the number of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms. M.: IPK Publishing house of standards, 2004. P.7.
7. GOST 31747-2012. Food products. Methods for the detection and determination of the number of bacteria of the group of Escherichia coli (coliform bacteria). Moscow: Standartinform, 2013. P. 20.
8. GOST 31746-2012. Food products. Methods for detecting and determining the number of coagulase-positive staphylococci and Staphylococcus aureus. Moscow: Standartinform, 2013. P. 28.
9. GOST 10444.12-2013. Microbiology of food and animal feed. Methods for detecting and counting the number of yeasts and molds. Moscow: Standartinform, 2014. P. 14.
Информация об авторах
12Кузина Александра Романовна ^Николаева Юлия Владимировна, канд. техн. наук, 1Тарасова Вероника Владимировна, канд. техн. наук, 2,3Масленникова Светлана Николаевна
Московский государственный университет пищевых производств, 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11
Акционерное общество «Щелково Агрохим», 141108, г. Щелково, Московская обл., ул. Заводская, д. 2, стр. 3а, a1eksasha.kuzina@mai1.ru 3Марийский государственный университет, 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, д. 1,
Information about the authors
1 2Alexandra R. Kuzina,
1Yulia V. Nikolaeva, Candidate of Technical Sciences,
1 Veronika V. Tarasova, Candidate of Technical Sciences,
2 3Svetlana N. Maslennikova
1Moscow State University of Food Productions, 11, Volokalamskoe highway, Moscow, 125080
Joint-Stock Company «Schelkovo Agrokhim», 2, bld. 3a, Zavodskaya str., Schelkovo, Moscow region, 141108, aleksasha.kuzina@mail.ru 3Mari State University, 1, Lenin Square, Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, 424000
Статья поступила в редакцию 30.09.2021; принята к публикации 25.10.2021. The article was submitted 30.09.2021; accepted for publication 25.10.2021.
