Производство белка, полученного из различных источников.

Содержание белков в листьях разных видов растений неодинаковое (% массы сухого вещества): кориандр—61, лебеда —57, тыква крупноплодная — 35, капуста — 24, соя —24, банан — 19—21, бамбук — 20, люцерна — 16—22. Белки растений — чрезвычайно многокомпонентная система. Локализация белков в наземных органах придает им особое значение. Суммарный аминокислотный состав относительно постоянен для всех ботанических видов, например, в листьях люцерны содержатся (% к массе белка): лизин —6,4, фенилаланин — 5,9, метио-нин —2,0, треонин —5,1, лейцин —9,1, изолейцин — 5,3, валин — 6,5, триптофан — 1,7, аргинин — 6,3, гистидин — 2,5, тирозин—4,7, цистин—1,3, аспарагиновая кислота — 10,6, серин — 4,5, глутаминовая кислота — 11,4, пролин — 4,8, глицин — 5,3 и аланин — 6,2. А в листьях табака идентифицировано (%): 24,9 треонина; 6,35 валина; 4,1 изолейцина; 8,6 лейцина; 5,7 фенилаланина; 1,6 метионина; 1,9 цистина и 1,9 лизина. В целом аминокислотный состав белков листьев мало отличается от животных белков. Вместе с тем следует отметить, что многие белковые фракции листьев обладают антитрипсиновым действием. Видимо, это связано с участием белков в фотосинтезе. Полученный прессованием сок содержит водорастворимые белки, а также фрагменты хлоропластов.

В клубнях и корнеплодах промышленного назначения реально используют только углеводную часть, массовая доля которой в сухом веществе превышает 80%. Белков в них не более 10 %, все клубни также содержат антитрипсиновые белки. Аминокислотный состав суммарных белков клубней и корнеплодов (табл.7) нельзя считать сбалансированным.

Таблица №7

Аминокислотный состав клубней и корнеплодов (средние значения, % к массе белков)

Ввиду довольно высокого массового содержания белков практический интерес представляют бобовые. Однако традиционно они имеют значение как источник углеводов. Исследования последних лет экспериментально доказали значительную биологическую и пищевую ценность белков бобовых, особое значение и популярность среди которых приобрела соя. Массовая доля белков (% сухого вещества) в измельченных семенах (муке) составляет: люпин —44,7, соя— 43,5, конские бобы —32,8, фасоль — 27,1— 31,4, горох —24,9, нут обыкновенный и чечевица — 36—40. В ежедневном рационе человека присутствуют различные зерновые культуры (пшеница, ячмень, рис, пшено и т.д.).

Установлено, что аминокислотный состав бобовых и некоторых зерновых полноценен, причем некоторые из них приближаются по этому показателю к мясу (табл. 8).

Таблица №8

Суммарное содержание незаменимых аминокисют в белках растительного и животного происхождения (по данным французских авторов, % к массе белков)

Таким образом, растительные белки следует рассматривать не как заменители белков животного происхождения, а как пищевое сырье с известными свойствами, употребление которых открывает новые возможности в кулинарии. Такой взгляд требует технологических процессов, гарантирующих хорошие питательные и органолептические качества, по которым эти азотсодержащие продукты приближаются к пище животного происхождения и служат ее дополнением.

В связи с тем, что растения используются в качестве источников белка сравнительно недавно, продукты их переработки изучены еще недостаточно. Однако, по некоторым данным, приведенным в литературе, можно сделать вывод о том, что отходы переработки полноценны по аминокислотному составу, а в ряде случаев представляют собой концентраты белков (например, жмых при получении растительных масел). Некоторые данные представлены в табл. 9.

Таблица №9

Аминокислотный состав продуктов переработки растений (г на 100г белка)

В связи с развитием нового направления в производстве полноценных белковых продуктов следует отметить, что в растениях и продуктах их переработки содержатся вещества небелковой природы (углеводы, клетчатка, жиры, вода) преимущественно в равных долях.

Наличие вышеотмеченных недостатков в продуктах влечет за собой технологические затруднения, связанные с хранением и трудоемкостью подготовки сырья, снижает эффективность производства, значительно ухудшает биологическую функциональность.

В практике производства комбинированных продуктов на основе рационального использования белков приобрело популярность предварительное выделение (изолирование) белковых компонентов или их концентрирование. Известны технологии получения муки, концентратов, изолятов из растительных источников. Наибольшую известность получили соевые белковые продукты, которые распространены в Америке, Европе и Азии. Нашли свое применение они и в России для получения комбинированных белковых продуктов. Однако, зная аминокислотный состав и биологическую ценность, для аналогичных целей можно использовать концентраты и изоляты из подсолнечника, рапса, фасоли, гороха, люцерны и др. Среди отечественных источников заслуживает внимания чечевица.

Независимо от источника технология производства концентратов, препаратов (муки), изолятов имеет много общего. Принципиальная схема получения белковых продуктов из растений представлена на рис. 7.

Растительные белковые препараты в настоящее время используют не только в качестве добавок, способствующих повышению выхода традиционных мясных продуктов, но и в качестве основного компонента комбинированных изделий. Характеристика основных форм растительных белков представлена в табл. 10.

Таблица №10

Массовая доля химических компонентов в препаратах растительного белка (%)

Рис. 7. Принципиальная схема получения белковых продуктов из растений

Выход изолятов по отношению к исходному сырью в целом составляет от 30 до 40 % массы сухого вещества в зависимости от содержания белков в исходном материале, рН солюбилизации и осаждения, соотношения масс растворителя и муки, а также от того, израсходован или нет нерастворимый осадок. Характеристика изолятов (табл. 11) и оценка их аминокислотного состава (табл. 12) позволяют положительно оценить перспективы создания комбинированных продуктов на основе очищенных белков растений.

Таблица №11

Выход и содержание белков в изолятах различных бобовых (% на СВ)

Таблица №12

Аминокислотный состав белковых продуктов (%)

Коэффициент эффективности белков (КЭБ) изолятов из растений нередко меньше, чем соответствующих концентратов. Это объясняется уменьшением содержания незаменимых аминокислот. Расчеты показывают, что значения КЭБ изолятов колеблются от70 до 80 % казеина молока.

Технологическая форма изолятов и концентратов, как правило, порошки. Как показал опыт их использования в технологии белковых продуктов питания, белковые порошки (БП) обладают рядом преимуществ: получаемые продукты могут храниться дольше, чем исходное сырье; из БП могут быть удалены или доведены до предельно допустимых концентраций антипитательные и другие нежелательные компоненты; можно получить практически любую концентрацию белка, что немаловажно при использовании этих продуктов в качестве обогатителей при создании аналогов пищевых, в том числе комбинированных, продуктов; БП также удобны для разнообразия энтерального, детского, а также диетического и лечебно-профилактического питания.

Использование растительных БП в качестве компонентов пищевых продуктов частично обусловлено их физической формой. Они могут иметь форму порошков или муки, текстурированных или волокнистых продуктов, различающихся особенностями технологии получения, состава, текстуры и питательными свойствами. В связи с развитием технологии новых форм пищи, особенно искусственной, имитирующей традиционную, признание и распространение получили текстураты. Их получают на основе белковых порошков, главным образом изолятов, путем соответствующей физико-химической обработки для придания специфической структуры, характерной для данного вида продукта. Они широко используются также при получении комбинированных белковых систем. Текстурированные формы растительных белков успешно применяются, например, в технологии консервов, так как текстура этих продуктов не изменяется в процессе стерилизации, кроме того, они обладают важными технологическими свойствами — высокой жиропоглощающей и жироудерживающей способностями.

Растительные БП в текстурированной форме находят наибольшее применение в таких продуктах, как рубленые изделия из мяса (говядины, свинины, телятины, птицы) печеные, жареные или под соусом. Успех применения для указанных целей обусловлен такими их свойствами, как легкая регидратация водой в течение 5—15 мин до соответствующей традиционным мясным продуктам массовой доли влаги 75 %; после регидратации они обладают грануляцией и текстурой, практически приближающимися к соответствующим показателям рубленого мяса; не снижают пищевой и биологической ценности пищевого продукта и даже способны ее повышать; нейтральны по вкусу. Их применение не требует специального оборудования. В связи с этим возможности применения текстурированных растительных БП практически не ограничены: они используются в кулинарных изделиях и блюдах, в диетическом питании. Текстурированные белковые препараты можно также употреблять непосредственно в пищу.

Правительственными организациями ряда стран разработаны широкомасштабные продовольственные программы, в основном ориентированные на детей и подростков. Это жидкие продукты типа растительного искусственного молока, супов, бульонов, а также твердые продукты типа манной крупы — белок для различных кулинарных изделий и блюд (хлеб, пасты), которые характеризуются хорошей переваримостью.

В основе получения текстуратов лежит механизм гелеобразования с последующей фиксацией для придания соответствующей формы. Распространенные формы текстурированных белков — текстураты пористой структуры и волокна. Их промышленное производство основано на использовании методов, ставших классическими. В первом случае применяют прием термопластической экструзии, во втором — мокрого прядения. Оба типа текстуратов существенно различаются по функциональным свойствам, составу, стоимости и назначению.

По составу пористые текстураты белков близки к обезжиренной муке, концентратам белка или их смесям с изолятами, служащими исходным сырьем для производства этого типа текстуратов. В связи с тем что в процессе термопластической экструзии используются высокие температуры (160—180 °С) и менее высокоочищенное сырье, текстураты пористой структуры больше, чем волокна, отличаются от сырья аминокислотным составом, характеризуются темной окраской, более выраженным запахом и вкусом, обусловленными протеканием реакции Майяра. В связи с этим текстураты пористой структуры применяют преимущественно для производства комбинированных мясных изделий, таких, как котлеты рубленые, шницели и т.п., а также для получения аналогов мелкокусковых мясных изделий.

Получение пористых текстуратов возможно из изолятов растительных белков путем замораживания с последующим прессованием (рис. 8).

Массовая доля основных компонентов (%) полученного текстурата: первоначальная влага —66.,9, гидростатическая влага —9,0, белок — 70,28, жир — 2,64, зола —9,11, клетчатка —0.

Полученный методом замораживания и прессования текстурат имеет лучшие качественные показатели и функционально-технологические свойства, чем его аналог, полученный методом термопластической экструзии.

По сравнению с мясом говядины и свинины текстурат имеет более высокое содержание белка (24 %) и меньше жира (0,87 %). Сравнительный аминокислотный состав представлен в табл. 13.

Рис. 8. Схема получения пористого растительногг текстурата

Таблица №13

Аминокислотный состав белковых продуктов (% к общему белку)

Волокнистые текстураты получают обычно методом мокрого прядения, общая схема которого представлена на рис. 9.

Рис. 9. Схема получения волокнистых текстуратов методом мокрого прядения

Белковые волокна из растений аналогичны по составу соответствующим изолятам. Различия состоят в аминокислотном составе белка и минеральном составе этих продуктов. Белковые волокна имеют превалирующее значение при производстве аналогов изделий из натурального мяса. Благодаря светлой окраске, нейтральному вкусу и запаху их можно использовать для получения аналогов мяса птицы и рыбы, для выпуска соответствующих комбинированных изделий. Деление между аналогами и комбинированными продуктами весьма условно. Принято считать, что при замене 10—15% традиционного сырья речь идет о белковых функциональных или обогащающих добавках, при 15—50 % — о комбинированных продуктах, а выше 50 % — об аналогах. В аналогах должны также полностью отсутствовать основные пищевые компоненты имитируемого традиционного продукта.

Как форма пищевого растительного белка научно-практический интерес представляет получение ферментативных гидролизатов для изменения питательной ценности и функциональных свойств белковых растительных препаратов. Ферментативная обработка протеазами (протосубтилином, трипсином, микробной щелочной протеазой и др.) значительно улучшает растворимость белков, увеличивает влагоудерживающую способность, переваримость, консистенцию и другие показатели готовых изделий. Разработан способ получения и успешно применен гидролизат подсолнечникового шрота, содержащий 10 % сухих веществ, а также технология получения гидролизованной картофельной мезги и различных соевых гидролизатов. Однако подобно большинству пищевых ферментативных гидролизатов аналоги, приготовленные на основе растений, имеют также горьковатый привкус за счет накопления специфических аминокислот и пептидов.

Заключение.

В настоящее время широкие масштабы принимает пропаганда вегетарианства, неконтролируемый сдвиг баланса потребления в стране в сторону чисто растительных компонентов пищи. Для населения России хлеб и хлебопродукты все больше становятся основными источниками энергии и пищевых веществ. Преобладание в рационе растительных белков злаковых растений не покрывает потребности организма в незаменимых аминокислотах и других эссенциальных нутриентах. Многие специалисты полагают, что это способствует детской и подростковой деградации. Со всей очевидностью показано отрицательное влияние чистого вегетарианства в период роста организма. Как правило, школьники-вегетарианцы отстают в своем физическом развитии от своих сверстников. Преимущественная их часть имеет пониженные показатели гемоглобина крови. Обнаруживается дефицит и других жизненно важных соединений.