1.2 Состав, свойства сои, использование в молочной промышленности

Соя, как пищевой продукт, с давних времен привлекает к себе внимание. По содержанию белка, жира, фосфатидов и некоторых других питательных веществ она значительно превосходит многие масленичные и злаковые культуры.

В зависимости от места и условий произрастания сои содержание питательных веществ может меняться в значительных пределах: например, белок - от 29 до 50,3 %, жир - от 13,5 до 25,4 %, а сумма белка и жира - от 52 до 65 %. Содержащиеся в семенах сои белки в преобладающем количестве рассматриваются как запасные (или резервные). Местом отложения запасных белков являются внутриклеточные образования, называемые алейроновыми зернами, которые распределены в объеме клетки между липидными гранулами или сферосомами.

Кроме запасных белков в семенах сои в меньших количествах содержатся структурные белки, входящие в состав различных структурных элементов клетки и каталитические (ферментные) белки. Для ферментных и структурных белков характерно разнообразие состава и свойств [3].

Ферменты - белки, обладающие каталитическими свойствами. Каждая живая клетка выполняет свои жизненные функции с помощью различных ферментов. Значительный интерес представляют ферменты семян сои:

- Липаза - гидролаза эфиров глицерина (в качестве активной группы фермента присутствует кальций);

- амилазы - ферменты катализирующие гидролиз углеводов;

- липоксигеназа и пероксидоза - ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции.

В семенах сои обнаружено большое количество амилазы и липоксигеназы.

Липоксигеназа способствует разрушению молекул жирных кислот, что ведет к прогорканию и окислительной порчи продуктов [7].

Биологическая ценность белков определяется двумя факторами: аминокислотным составом и усвояемостью белка организмом человека. Аминокислотный состав белков играет очень важную роль. Для создания собственных белков организм нуждается в полном наборе аминокислот и в таком сочетании и количестве, которое требуется для этого процесса. Всего в синтезе белков участвует 20 аминокислот, но 8 из них являются незаменимыми (эссенциальными), так как они не синтезируются в нашем организме и должны вводиться с пищей. К ним относятся: метионин, лизин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин и валин. К незаменимым аминокислотам причисляются еще гистидин и аргинин, которые не синтезируются детским организмом [4].

В природе не существует белка, идеального по содержанию всех незаменимых аминокислот, хотя белок куриного яйца и белок женского молока имеют, скор для незаменимых аминокислот, близкий к 100%. Основное различие между растительными белками и белками животного происхождения в том, что последние имеют в своем составе более высокое содержание некоторых дефицитных аминокислот, определяющих их пищевую ценность. К таким аминокислотам относятся, прежде всего, лизин, содержание которого в растительных белках довольно низкое. Поэтому белок пшеницы, например, считается неполноценным среди белков растительного происхождения. Наибольшее количество лизина содержат бобовые культуры. Многочисленные исследования показали, что аминокислотный состав соевого белка является наиболее совершенным из всех источников растительных белков [11].

Важное значение сои состоит в том, что ее белок по аминокислотному составу приближается к высокоценному белку животного происхождения и может с успехом заменять его в рационах любого типа. В целом по содержанию белка соя не имеет себе равных и содержит 34,9 % растительного белка, тогда как содержание белка в куриных яйцах составляет 12 %, сыре – 25 %, постной говядине – 22 %, рыбе – 20 % [8].

Содержание жира в семенах сои колеблется от 13,5 до 25,4 %. Липиды семян сои представлены глицеридами и липоидными веществами. В составе липидов около 85 % приходится на ненасыщенные жирные кислоты, из них преобладает линолевая кислота. В семенах сои содержание стеринов составляет 0,5-0,8 % от массы липидов семян.

Соя богата эссенциальными фосфолипидами, роль, которых в организме человека чрезвычайно велика. Известно, что структуры клеточных оболочек и ферментных систем при заболевании печени подвержены патологическим изменениям. Биосинтез фосфолипидов нарушается, а их недостаток приводит к нарушению функций клеточных оболочек. Этому особенно подвержены митохондрии (приблизительно на 30 % состоящие из фосфолипидов), с происходящими в них важными обменными процессами, главным из которых является окислительное фосфорилирование. Из-за недостатка фосфолипидов нарушается жировой обмен, что ведет к жировому перерождению печени. Эссенциальные фосфолипиды способствуют регенерации субклеточных и плазматических мембран, реактивизируют нарушенные мембранно-связанные ферментные системы и рецепторы, увеличивают детоксикационную способность печени и таким образом нормализуют ее функцию [8].

В состав углеводного комплекса соевых семян входят дисахариды декстроза, раффиноза, крахмал, галактоза и гемицеллюлозы. Их общее содержание 14-33 % массы семян. В семенах сои обнаружены дисахариды мальтоза и сахароза, трисахарид - раффиноза, а также тетрасахарид - стахиоза. Семена сои богаты минеральными веществами. Содержание сырой золы в семенах сои 5,5 - 6,0 % от массы семян. В семенах сои содержится фитиновая кислота в виде ее магниево-кальциевых солей - фитина, который представляет собой резерв фосфора в семенах [9].

Основную массу золы семян сои составляют (до 90 %) оксиды фосфора, калия, кальция и магния. В наибольшем количестве содержится калий, на втором месте фосфор, оксиды которого вместе с оксидами калия составляют до 70 – 75 % массы золы. Остальных элементов в золе меньше.

В семенах сои имеются также вещества, снижающие их питательную ценность. Вещества белковой природы, ухудшающие пищевое качество белковых продуктов, получаемых из семян сои, подразделяются на имеющие токсичные свойства (соин) и обладающие ферментативными свойствами (липоксигеназа, уреаза), нежелательные, прежде всего из-за своей ферментативной активности, а также белки - ингибиторы пищеварительных ферментов. В семенах сои присутствует соин, известный также под названием соевый гемагглютинин, или ингибитор роста. Это биологически активный белок, способный обратимо связывать соединения, содержащие углеводные фрагменты (полисахариды, гликопротеин, гликолипиды), расположенные на поверхности мембран клеток, и вызывать агрегирование или агглютинацию. Соин относится к группе лектинов, которые вызывают агглютинацию эритроцитов крови человека и животных, спор микроскопических грибов, клеток бактерий и других микроорганизмов оказывают противовирусное действие, препятствуя, таким образом, болезням растений. Лектины - обязательный компонент любой живой системы, причем в одном и том же виде растения присутствует набор лектинов. Так, у сои выявлено шесть таких лектинов, различающихся по углеводной специфичности. Большинство лектинов содержат до 15 % углеводов. Высокое содержание лектинов в семенах снижает пищевую ценность белков, так как лектины имеют очень высокую устойчивость в пищеварительном тракте и отрицательно на него воздействуют. В связи с этим используются оптимальные параметры технологической переработки семян, снижающие или полностью исключающие токсичность получаемых из них белков [11,9].

Желудочно-кишечные расстройства при употреблении семян сои обусловлены присутствием в них гликозидов, у которых 1,6 - связь не разрывается во время переваривания в кишечнике. Эти соединения под влиянием кишечной флоры метаболизируются с образованием метана и углекислого газа, которые скапливаются в кишечнике. Из олигосахаридов сои, имеющих нежелательные функции, следует отметить раффинозу, образованную молекулами глюкозы, фруктозы и галактозы, а также стахиозу. Присутствие этих олигосахаридов вызывает у некоторых людей метеоризм и незначительное расстройство работы желудочно-кишечного тракта. Метеоризм обусловлен отсутствием в организме человека галактозидазы - фермента, необходимого для гидролиза раффинозы и стахиозы.

В семенах сои синтезируются белки, регулирующие активность ферментов. Эти белки образуют с ферментами устойчивые комплексы, в составе которых ферменты полностью теряют каталитические свойства. Наиболее изучены белки-ингибиторы протеолитических ферментов, в первую очередь трипсина. В соевых бобах около 6% общего содержания белка приходится на долю ингибитора трипсина. Трипсин - одна из главных протеаз поджелудочной железы. Трипсин гидролизует белки и пептиды, а также сложноэфирные и амидные связи [8,9].

В семенах сои обнаружено большое содержание уреазы. Действие уреазы специфично - она разлагает только мочевину. Оптимум действия: при рН=7,0. Фермент катализирует расщепление мочевины с образованием аммонийной соли угольной кислоты, углекислого газа и воды. Дальнейшие превращения могут приводить к образованию аммиака и отравлению животных организмов, а также нарушению нормального функционирования работы почек [5].

Органическое применение соевых белковых продуктов в пищевой промышленности связано с наличием специфического вкуса. Считается, что неприятный вкус вызывают продукты разложения перекиси жирной кислоты под влиянием липоксигеназы. Имеются данные свидетельствующие о наличии 9 видов спиртов, таких как 1 - пентанол, 1 - гексанол, а также 6 видов альдегидов типа гексанал, 8 видов кетонов и 2 - пентилфурана, вызывающих неприятный запах. Под влиянием липоксигеназы происходит окисление и ферментация жиров, содержащихся в соевых бобах, а при измельчении соевых бобов указанное влияние ускоряется, поэтому имеется способ придания инертности липоксигеназе посредством этанола. При обработке соевых бобов 40 – 60 %-ным раствором спирта достигается наилучший вкус [5,9].

Таким образом, при использовании семян сои, богатых ценными белками, минеральными веществами, витаминами и другими биологически активными веществами необходимо учитывать наличие антипитательных компонентов сои.

В 100 г зрелых соевых бобов содержится:

вода	8,5
белки	36,5
жиры	20
углеводы	30,1
Пищевые волокна	3,2
зола	1,7

Витамины: Витамин А (бета-каротин) – 0.15 мг, Витамин В1 (тиамин) - 1 мг, Витамин В2 (рибофлавин) - 0.2 мг, Ниацин (витамин В3 или витамин РР) – 2.2 мг, Витамин В5 (пантотеновая кислота) 1.7 мг,Витамин В6 (пиридоксин) – 0.8 мг, Фолиевая кислота (витамин В9) – 200 мкг, Витамин С (аскорбиновая кислота) – 6 мг, Витамин Е (токоферол) – 17 мг, Биотин (витамин Н) – 7 мкг, Холин (витамин В4) – 270 мг

Макроэлементы: Калий - 1600 мг, Кальций - 200 мг, Магний - 225 мг, Натрий - 44 мг, сера – 214 мг, Фосфор - 600 мг, Хлор – 64 мг

Микроэлементы: алюминий – 0.7 мг, Бор – 0.75 мг, железо – 6.6 мг, Йод – 8 мкг, Кобальт – 31 мкг, Кремний – 175 мг, Марганец – 3 мг, медь – 0.5 мг, Молибден 0.1 мг, Ni – 0.3 мг, Фтор – 0.12 мг, цинк – 5 мг. [11]