Оптимизация параметров технологии производства соевого молока

Мировой рынок растительных белков сегодня преимущественно представлен соевым протеином, который выделяется своей низкой себестоимостью и высокой пищевой ценностью. Потенциал сои как ценного биотехнологического сырья определяется её насыщенным биохимическим составом от полноценных белков и поли-ненасыщенных жирных кислот до витаминов, минералов и биоактивных компонентов. Многочисленные исследования подтверждают эффективность её использования в пищевой промышленности, что особенно актуально

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

в свете роста популярности соевых продуктов. В связи с этим разработка новых видов пищи (функциональной, специализированной, лечебнопрофилактической) представляет собой одну из приоритетных задач современной науки [1, 2].

Соя богата фенольными соединениями с антиоксидантной активностью и отличается исключительно высоким содержанием изофлавонов группы фитоэстрогенов, которые, по имеющимся данным, уменьшают вероятность развития гормонально-зависимых и возрастных патологий. Вместе с тем присутствие в сое природных антинутриентов (ингибиторов трипсина, лектинов, фитиновой кислоты и неусвояемых олигосахаридов) ограничивает ее широкое потребление. Соевое молоко представляет собой коллоидную систему, получаемую экстракцией из размолотых соевых бобов, благодаря чему в его состав переходят практически все основные компоненты исходного сырья белки, липиды и сахариды. Данный продукт и его производные считаются питательными, не содержат холестерина и обладают значительным потенциалом для расширения области применения. Традиционные технологии переработки соевого молока обычно основаны на нагревании, которое, как известно, вызывает диссоциацию, денатурацию и агрегацию соевых белков. Вместе с тем тепловая обработка ухудшает растворимость и влагоудерживающую способность белков, а продукты, прошедшие мягкий температурный режим, приобретают выраженный нежелательный привкус, что становится главной проблемой при создании продуктов на основе соевого белка. Следовательно, оптимизация технологических режимов обработки представляет собой эффективный подход к повышению уровня полезных биоактивных компонентов и снижению содержания нежелательных соединений, изначально присущих соевым бобам, что необходимо для создания функциональных продуктов на основе соевого молока [2, 3, 5].

Традиционный технологический процесс получения соевого молока, предусматривающий нагревание, позволяет эффективно разрушить большинство антипитательных компонентов и повысить перевариваемость соевого белка. Тем не менее, такие соединения, как фитиновая кислота, препятствующая усвоению кальция, в ходе нагревания устраняются недостаточно. С другой стороны, чрезмерно интенсивная тепловая обработка, направленная на полную инактивацию ингибиторов трипсина, способна вызвать повреждение аминокислот и снизить общую пищевую ценность продукта [4, 7, 8].

В последнее время все более популярным методом улучшения органолептических и функциональных свойств соевого молока становится включение в его производство стадии ферментации. Согласно данным исследований, использование правильно подобранных микроорганизмов для ферментации соевого молока демонстрирует значительные преимущества в плане снижения уровня неперевариваемых олигосахаридов (раффинозы и стахиозы) и устранения бобового привкуса, который негативно воспринимается большинством западных потребителей. Вместе с тем, в отношении других антинутриентов, в частности ингибиторов трипсина, положительных изменений не обнаружено [6, 7].

В настоящем исследовании в традиционную схему производства соевого молока был внесен ряд модификаций: технологический процесс начинался с использования соевых бобов, подвергнутых кратковременному проращиванию. Такой подход был призван преодолеть указанные ограничения. Период прорастания характеризуется высокой метаболической активностью происходит дыхание, перестройка субклеточных структур, синтез и гидролиз макромолекул, а также трансформация запасных белков, липидов и углеводов для обеспечения начального этапа роста проростка [9, 10].

Проращивание представляет собой фазу интенсивного метаболизма, сопровождающуюся дыханием, перестройкой субклеточных структур, синтезом и гидролизом макромолекул, а также трансформацией запасных белков, липидов и углеводов для обеспечения начального этапа роста проростка. Данный метод давно признан ведущим подходом к повышению питательной ценности соевых бобов с целью расширения их применения. Хотя производство пророщенных бобов требует дополнительных трудовых и материальных затрат по сравнению с использованием исходных семян, проращивание по-прежнему считается недорогой и технологически простой методикой благодаря своему комплексному положительному воздействию: увеличению пищевой ценности и снижению содержания антинутриентов [11, 12].

К числу этих эффектов относятся: повышение уровня витаминов (например, аскорбиновой кислоты и рибофлавина) и биодоступности минералов (в частности, кальция); улучшение перевариваемости белка; гидролитическое расщепление олигосахаридов, вызывающих метеоризм; снижение активности ингибиторов трипсина, лектинов, фитиновой кислоты и липоксигеназы, ответственной за возникновение нежелательного

Кох Ж.А. и др. Вестник ВГУИТ, 2026, Т. 88, №. 2, С. 253-259 бобового привкуса; обогащение продукта фенольными соединениями, изофлавоновыми агликонами и сапониновыми гликозидами [13].

Многие из перечисленных аспектов напрямую влияют на качество соевого молока и могут рассматриваться как его ключевые характеристики. Следовательно, проращивание является весьма эффективным и мощным технологическим приемом для производства функционального соевого молока, поскольку оно объединяет основные преимущества, достигаемые при других видах модификации (например, ферментации), и при этом обладает еще более выгодными свойствами.

Цель работы – оптимизация параметров производства соевого молока из районированного сорта сои «Заряница» для получения продукта с высокими показателями качества и безопасности.

Материалы и методы

Объект исследования ранее нами изученный биохимический состав соевого зерна сорта Заряница районированный в Красноярском крае производитель хозяйство ООО «ОПХ Солянское». Анализируя полученные данные химического составов соевого зерна, установлено, что по содержанию белка в сое сорта Заряница, 33,33%, содержание жира 13,48%, содержание общих углеводов 32,34%. При отработке технологии производства соевого молока, был выбран высокобелковый сорт сои Заряница.

Сбор, обработку и анализ информации проводили общими и стандартными методами. Показатели качества сырья и готовых продуктов определяли в соответствии с ТР ТС 021/2011; содержание белка – по ГОСТ 26889; содержание жира – по ГОСТ 8756.21; содержание углеводов – по ГОСТ 31669. Органолептическую оценку растительного напитка из семян сои проводили по ГОСТ 6687.5.

Технология производства соевого молока. Подготовка соевых бобов включала их очистку и трехкратную промывку водопроводной водой. Далее семена замачивали в течение 12 часов при комнатной температуре в соотношении вода: сухие бобы 10:1. По истечении этого срока замоченные бобы отцеживали, повторно промывали и помещали в проращива-тель, который обеспечивал автоматическое орошение семян водопроводной водой 25 °C каждые 30 минут. Смена воды производилась вручную каждые 18 часов. Сам процесс проращивания осуществляли при комнатной температуре 25 °C в течение трех временных интервалов: 24 часов. Для приготовления каждой партии соевого молока использовали 100 г.

пророщенных соевых бобов (в пересчете на сухую массу). Сырье подвергали одинаковым процедурам промывки и замачивания, после чего бобы отцеживали, ополаскивали и смешивали с 600 мл водопроводной воды (гидромодуль вода: сухие бобы 10:1, об./м.), далее полученную смесь нагревали до кипения, кипятили 10 минут, полученную суспензию обрабатывали в бытовом блендере на низкой скорости в течение 5 минут и фильтровали через сетчатый фильтр. Полученное соевое молоко помещали в ледяную баню для быстрого охлаждения [4, 13].

Результаты и обсуждения

Для оптимизации технологического процесса производства соевого молока из сои проводились исследования влияние температуры и длительности варки, которые определяли по плану двухфакторного эксперимента второго порядка. Факторы (независимые переменные): XI – длительность варки, мин; Х2 – температура варки, ℃.

В результате теоретических исследований были определены параметры оптимизации модели (выходные параметры), показатели переменных факторов: Y1 – белок, Y2 – жиры; Y3 – Сухие вещества.

Таблица 1.

Показатели переменных факторов эксперимента

Table 1.

Indicators of Experimental Variable Factors

Уровень | Level	Значение | Value
XI
-1	30 мин / min
0	50 мин / min
+1	70 мин / min
Х2
-1	60 ℃
0	80 ℃
+1	100 ℃

Результаты экспериментальных исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты исследований

Table 2.

Research Results

XI	Х2	Y1	Y2	Y3
70	60	1,598	2,346	3,86
30	80	1,569	2,389	3,42
30	100	1,584	2,452	3,96
50	60	1,534	2,331	3,52
50	80	1,645	2,489	3,68
50	100	1,489	2,524	4,21
30	60	1,468	2,251	3,35
70	80	1,478	2,503	3,95
70	100	1,675	2,688	4,51

По полученным экспериментальным значениям при помощи программы для математического моделирования Statgraphics 19 была построена поверхность отклика влияния температуры и длительности на процентный выход белка (у1). График поверхности отклика представлен на рис. 1.

Рисунок 1. Зависимость выхода белка от температуры и длительности обработки

Figure 1. Effect of temperature and treatment time on protein yield

График поверхности отклика поясняется уравнением зависимости:

y=1,40717+0,00108333x1 + 0,00123333x2

Анализ графика поверхности отклика, показывающего зависимость процентного выхода белка от температуры и длительности варки, свидетельствует о том, что максимальное значение данного показателя достигается при х 1 = 65–70 минут, х 2 = 100 ℃. При этом анализ влияния переменных х 1 и х 2 на выход белка показывает, что наибольшее воздействие оказывает фактор х 1 и х 2 максимальное значение показателя также фиксируется при 100 ℃.

Проверка адекватности модели проводилась при помощи закона нормального распределения (рисунок 2) и теста адекватности модели Шапиро–Уилка (таблица 3) показавшего, что наименьшее значение P среди проведенных тестов меньше или равно 0,05, что доказывает, что Y 1 соответствует нормальному распределению с 95% достоверностью

Таблица 3.

Нормальный закон распределения

Normal Distribution

Table 3.

Тест / Test	Статистика / Statistic	P-значение / P-value
Шапиро-Уилка / Shapiro–Wilk	0,952361	0,49696

Рисунок 2. Нормальный закон распределения

Figure 2. Normal distribution

Следующим этапом исследований, являлось определение показателей качества соевого молока.

Дегустационная оценка соевого молока показала, что продукт, полученный из соевого зерна сорта Заряница, представляет собой по внешнему виду, однородную жидкость, светло – кремового цвета с желтоватым оттенком, со временем образуется небольшой осадок, запах слабовыраженный, приятный специфический. Вкус соевого молока, сладковатый, послевкусие свойственно данному виду сырья.

Соевое молоко сорта Заряница, было исследовано на показатели безопасности (токсические элементы). Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Показатели безопасности соевого молока сорта «Заряница»

Table 4.

Safety indicators of soy milk of the «Zaryanitsa» variety

Содержание, мг/ кг Content, mg/kg	Соевое молоко сорта «Заряница» Soy milk of the «Zaryanitsa» variety	Требования ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» / Requirements of TR CU 021/2011 "On food safety"
Pb	Менее предела обнаружений / Below detection limit	0,2
As	0,001	0,1
Cd	0,08	0,2
Hg	0,018	0,03

Проведенные исследования по содержа-

нию тяжелых металлов в соевом молоке сорта Заряница, показали, что разработанный продукт полностью соответствуют требованиям

Технического регламента ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011), так как уровень токсических элементов не превышает допустимое содержание показателей безопасности, а значит может быть использовано для производства напитков.

Заключение

В ходе выполнения данного исследования была решена актуальная научно-практическая задача, направленная на оптимизацию параметров производства соевого молока с целью повышения его пищевой ценности и функциональных свойств. Актуальность работы обусловлена растущим мировым спросом на растительные белки, в частности соевый протеин, а также необходимостью преодоления ограничений, связанных с наличием в сое антипита-тельных веществ и ухудшением качественных показателей при традиционной тепловой обработке. В результате анализа биохимического состава соевых зерен, районированных в Красноярском крае, был обоснован выбор высокобелкового сорта Заряница (содержание белка 33,33%). Это определило его приоритетность для производства растительного напитка.

Ключевым этапом исследования стала математическая оптимизация технологических параметров варки – температуры и длительности. С применением метода двухфакторного эксперимента подтверждена адекватность построенной математической модели (нормальное распределение по тесту Шапиро-Уилка, P-value = 0,49696). Выявлено, что наибольшее влияние на выход белка (Y1) оказывает фактор температуры (X₂). Анализ поверхностей отклика позволил определить оптимальные режимы обработки: температура 100 °C и длительность варки 65 – 70 минут, при которых достигается максимальное содержание белка в готовом продукте. Полученное по оптимизированной технологии соевое молоко сорта Заряница характеризуется как однородная жидкость светло-кремового цвета со сладковатым вкусом и приятным сла-бовыраженным специфическим ароматом. Важным результатом является подтверждение безопасности разработанного продукта: по содержанию токсических элементов (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть) соевое молоко полностью соответствует требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Зафиксированные значения ниже предельно допустимых уровней, что свидетельствует о его пригодности для пищевых целей. Таким образом, в результате проведенных исследований оптимизирована технология производства соевого молока из перспективного районированного сорта Заряница. Разработанный продукт может служить высококачественной основой для создания широкого спектра пищевых продуктов функционального, специализированного и лечебно-профилактического назначения, а также для здорового питания. Полученные результаты создают предпосылки для дальнейшего масштабирования технологии и углубленного изучения биоактивного потенциала пророщенного соевого зерна.