ВведениеПитание оказывает большое влияние на качествои продолжительность жизни. Правильное питание яв-ляется важнейшим фактором здоровья человека, егоспособности трудиться и противостоять неблагопри-ятным воздействиям окружающей среды. В насто-ящее время отмечается недостаточное поступлениев организм с рационом питания белков, жиров, ви-таминов и других биологически активных веществ.Поэтому проблема обеспечения населения пищевымипродуктами с полноценным химическим составомявляется актуальной задачей [1–4].Соя – высокобелковая пищевая и кормовая куль-тура, которая ценится во всем мире. Ее используют вразличных отраслях пищевой и перерабатывающейпромышленности (консервной, молочной, мяс-ной, хлебопекарной и др.) в качестве добавки дляповышения пищевой и биологической ценноститрадиционных продуктов питания [5, 6]. В сое содер-жится большое количество белка, сбалансированногопо составу незаменимых аминокислот, а также жира,витаминов, минеральных и других веществ [7, 8].Благодаря этому она широко применяется для лече-ния и профилактики различных заболеваний [9–11].В связи с этим заслуживают внимания технологи-ческие подходы к получению пищевых добавок изнативного зерна сои. Такие добавки являются био-логически активными, имеют заданный состав и фи-зико-химические свойства. Современные технологиипозволяют получать их в виде порошков, используятрадиционные технологические приемы (термообра-ботку, экстракцию, сушку, диспергирование и др.)[12, 13].Целью исследований была разработка технологииполучения белково-витаминно-минерального ингре-диента (БВМИ) функциональной направленности наоснове соевого сырья биотехнологической модифи-кации.Для достижения поставленной цели решалисьследующие задачи: разработка режимов и параметровпроцесса биотехнологической модификации соевогозерна при получении белково-витаминно-минераль-ного ингредиента; разработка технологии получениябелково-витаминно-минерального ингредиента функ-циональной направленности на основе соевого сырья;оценка пищевой и биологической ценности разрабо-танной пищевой добавки.Объекты и методы исследованияОбъектом исследований стало зерно сои средне-спелого сорта «Китросса» (ГОСТ 17109-88) селекцииВНИИ сои, выращенного в 2017 г. в селекционныхпитомниках Всероссийского НИИ сои (с. Садовое,Тамбовский район Амурской области).Исследования проводили в лаборатории пере-работки сельскохозяйственной продукции Всерос-сийского НИИ сои с использованием термостатаТС-1/80 СПУ (г. Смоленск, Россия), дегидратораВетерок-5ЭСОФ-0.5/220 (Спектр-Прибор, Россия),электронных весов марки SF-400 (Китай). Опреде-ление трипсинингибирующей активности в пищевойдобавке проводили по ГОСТ 33427, органолептиче-ских показателей – по ГОСТ 15113.3-77. Содержаниебелка, углеводов, клетчатки, аминокислот, жирныхкислот и минеральных веществ определяли с помо-щью инфракрасного сканера «FOSS NIRSystem 5000»методом спектроскопии в ближней инфракраснойобласти. Содержания витамина Е определяли поГОСТ Р 54634-2011, витамина С – ГОСТ 24556-89,витамина В1 (тиамина) – ГОСТ 29138-91, β-каротина– ГОСТ Р 54058-2010.Статистическую обработку результатов проводи-ли с помощью программы Microsoft Office Excel последующим показателям [14, 15]:– средняя арифметическая:(1)где – значение признака, варианты; – число всехвариантов (объем выборки);– ошибка выборки:(2)где – среднее квадратичное отклонение.Повторность опытов – четырехкратная.Результаты и их обсуждениеВ настоящих исследованиях основой созданияпищевой добавки из сои является процесс биотех-нологической модификации, который заключаетсяв том, что соевое зерно как биологический объектв процессе проращивания под действием фермент-ных систем претерпевает структурные изменения,а также изменения химического состава и свойствзерна. В результате процесса биомодификации входе проращивания в зерне происходит расщеплениесложных пищевых веществ до более простых, легкоусвояемых организмом человека. Ферментативнаямодификация в данном случае реализована в рамкахбиотехнологических процессов, направленных наулучшение качества белка и других химических эле-ментов зерна [16].Технология получения пищевой добавки заклю-чалась в следующем. Зерно сои инспектировали,of the obtained nutritional additive had an average score of 5.0. The research resulted in a set of technical documentation, whichincluded Standard STO 9146-001-00668442-2018 ‘Protein-vitamin-mineral ingredient. Food additive’ and technological proceduresfor its production.Keywords. Grain, soybean, germination, chemical composition, biologically active substances, food additiveFor citation: Statsenko ES. Technology for a New Food Additive Based on Biotechnologically Modified Soybean Raw Materials. Food Processing:Techniques and Technology. 2019;49(3):367–374. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-3-367-374.369Стаценко Е. С. Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 3 С. 367–374взвешивали, тщательно промывали, заворачивали вовлажную бумагу и помещали в термостат для прора-щивания (рис. 1).Максимальная длина зародышевых корешковв результате проращивания во влажной бумаге втечение 24 ч составила 8−20 мм, 36 ч – 25−50 мм,48 ч – 30−65 мм.Относительная влажность воздуха в термостате –85 %. Схемой опыта были предусмотрены вариантыпроращивания зерна при температурах 22, 26 и 30 °Спродолжительностью 24, 36 и 48 часов соответственно.Полученные образцы пророщенного зерна ин-спектировали, удаляя поврежденные экземпляры,взвешивали, тщательно промывали проточной водойпри температуре 50−60 °С, разделяли на семядоли изакладывали на сушку в сушильный аппарат с кон-векцией. После этого измельчали до частиц размером0,01−0,05 мм. Таким образом, получали пищевуюдобавку в виде муки (рис. 2).Температуру сушки (50 °С) устанавливали экс-периментальным путем. Проведенные исследованияпоказали, что нерационально подвергать высушива-нию образцы при температуре 40 °С, так как требо-валось увеличение продолжительность сушки – более9 часов. При этом ухудшались органолептическиепоказатели полученного продукта, он приобретал зе-леноватую окраску, усиливался бобовый запах. Притемпературе сушки 60 °С и более частицы продуктатемнели за счет частичного подгорания, что такжеухудшало органолептические показатели готовойпищевой добавки.В процессе сушки путем взвешивания контро-лировали массу исследуемых образцов каждые30 минут. По полученным данным провели анализизменения показателей массы пророщенного соевогозерна в зависимости от продолжительности сушки(рис. 3). В таблице 1 представлены показатели, полу-ченные при проращивании соевого зерна в термоста-те в течение 24 часов при температуре 22, 26 и 30 °С(tсушки = 50 °С). Наиболее интенсивное снижениеРисунок 1. Технологическая схема получениябелково-витаминно-минерального ингредиента (БВМИ)Figure 1. Technological scheme for the protein-vitamin-mineralingredient (PVMI)Сортировка, взвешиваниеМойкаВзвешиваниеПроращивание(t = 22, 26 и 30 °С; τ = 24, 36, 48 ч)ИнспекцияСушка (tсушки = 50 °С, Т = 270 мин)МойкаРазделение на семядолиОхлаждениеБВМИЗаворачивание во влажную бумагуСоевое зерноИзмельчение(а) соевое зерно (б) пророщенное зерно сушеное (в) пищевая добавка в виде мукиРисунок 2. Соевое зерно сорта «Китросса» и пищевая добавка из негоFigure 2. Kitrossa soybeans and food additive370Statsenko E.S. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 3, pp. 367–374массы (на 53,0–55,0 %) от первоначальной, происхо-дило в первые 120 минут сушки. Затем уменьшениемассы значительно замедлялось до 7,9–8,0 % и впериод сушки 240−270 минут изменялось менее чемна 1,0 %. В этот период достигалась необходимаявлажность высушиваемого объекта 9,0−10,0 %.Поэтому экспериментально устанавливаем продол-жительность сушки пророщенного соевого зерна –270 мин.После разработки технологии белково-витамин-но-минерального ингредиента из пророщенногосоевого зерна на дегустационном совещании про-ведена оценка его качества по органолептическимпоказателям в соответствии с пятибалльной шкалой(табл. 2) [17].В таблице 3 представлена общая характеристи-ка полученного белково-витаминно-минеральногоингредиента в зависимости от продолжительностипроращивания.Анализ показателей качества пищевой добавки,представленных в таблицах 2 и 3, показал, что наи-высшая оценка качества БВМИ установлена у об-разцов, полученных проращиванием соевого зерна втечение 24 ч.После органолептической оценки пищевой добав-ки исследовали химический состав образцов БВМИ,полученных при проращивании сои в течение 24 ча-сов при температуре 22, 26 и 30 °С.В процессе проращивания соевого зерна изме-нялся его химический состав [16, 18]. РезультатыРисунок 3. График изменения массы пророщенного соевогозерна во время сушкиFigure 3. Graph of change in the mass of the germinated soybean grainduring dryingТаблица 1. Показатели сушки пророщенного соевого зернаTable 1. Indicators for the germinated soybean grain drying processПараметры Числовые значенияТемпература в термо-стате, °С22 26 30Масса соевогозерна, г100 100 100Масса пророщенного соевого зерна, гдо сушки 227,6 ± 0,3 229,6 ± 0,6 237,8 ± 0,230 мин 157,0 ± 0,2 159,6 ± 0,8 167,8 ± 0,160 мин 128,2 ± 0,6 126,8 ± 0,3 133,2 ± 0,190 мин 113,8 ± 0,3 112,6 ± 0,4 115,4 ± 0,3120 мин 107,0 ± 0,8 105,8 ± 0,4 107,0 ± 0,4150 мин 103,2 ± 0,5 101,8 ± 0,3 103,0 ± 0,3180 мин 101,0 ± 0,4 99,6 ± 0,2 101,0 ± 0,2210 мин 99,4 ± 0,3 98,0 ± 0,1 99,6 ± 0,1240 мин 98,4 ± 0,3 97,4 ± 0,2 98,4 ± 0,1270 мин 97,8 ± 0,3 96,6 ± 0,1 98,0 ± 0,1Таблица 2. Органолептическая оценка качествапищевой добавкиTable 2. Sensory quality assessment of the food additiveПоказателькачестваПродолжительность проращивания, час24 36 48Оценка, баллЦвет 5,0 5,0 5,0Запах 5,0 4,0 3,0Вкус 5,0 3,0 2,0Средний балл 5,0 4,0 3,3Таблица 3. Органолептическая характеристика качества пищевой добавки (БВМИ)Table 3. Sensory characteristics of the PVMI food additiveПоказателькачестваХарактеристика24 36 48Цвет светло-желтый с множеством включений бежевого и желтого цвета, однородный по всей массеЗапах приятный, легкий,свойственный соевой пищевойдобавке в виде мукиинтенсивный, соломы интенсивный, не приятный,соломыВкус сладковатый, свойственныйсоевой пищевой добавке в видемуки, с приятным бобовымпривкусом, без горечи,кисловатого и другихпосторонних привкусовне свойственный соевойпищевой добавке в видемуки, с бобовым привкусом,горьковатый, кисловатый.Не приятный, травянистыйпривкусне свойственный соевойпищевой добавке в видемуки, с не приятным бобовымпривкусом, горький, кисловатый.Не приятный, с резкимтравянистым привкусомМинеральные примеси при разжевывании пищевой добавки, смоченной водой, не ощущается хруста Сушка в течение371Стаценко Е. С. Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 3 С. 367–374химического анализа пищевой добавки в виде мукииз соевого сырья биотехнологической модификациипредставлены в таблице 4.Увеличение содержания белка при проращиваниизерна составило 5,5–7,3 % от его начального содер-жания в сое. При этом наибольшее количество белка(41,1 г) отмечено у образца, полученного при тем-пературе в термостате 26 °С. Содержание липидов вдобавке больше на 2,3−4,0 %, чем в исходном зерне,пищевых волокон (клетчатки) – на 3,6–8,4 %. Соевоезерно и пищевая добавка из него богаты минераль-ными веществами (7,0–7,6 г/100 г) при содержанииводы 9,3–9,8 г на 100 г. Содержание углеводов вБВМИ снизилось на 17,8–19,4 % в сравнении с сое-вым зерном.В пищевой добавке, независимо от режима ееполучения, содержание незаменимых аминокислотизменилось незначительно. При этом метионин+ци-Таблица 4. Химический состав соевого зерна сорта«Китросса» и БВМИTable 4. Chemical composition of the Kitrossa soybean grain varietyand the PVMI food additiveПоказатель Содержание, г/100 гСоевоезерноБВМИ22 °С 26 °С 30 °СБелок 38,3 ± 0,1 40,5 ± 0,3 41,1 ± 0,4 40,4 ± 0,3Липиды 17,5 ± 0,2 18,2 ± 0,2 17,9 ± 1,0 18,2 ± 0,5Клетчатка 8,3 ± 0,4 9,0 ± 0,6 8,6 ± 2,4 8,8 ± 0,8Зола 7,0 ± 0,3 7,6 ± 0,5 7,2 ± 1,9 7,4 ± 0,6Вода 9,8 ± 0,1 9,3 ± 0,1 9,5 ± 0,1 9,5 ± 0,1Таблица 5. Содержание незаменимых аминокислотв соевом зерне и БВМИTable 5. Content of essential amino acids in the soybean grainand the PVMI food additiveАминокислота Содержание, %СоевоезерноБВМИ22 °С 26 °С 30 °СЛизин 6,1 ± 0,1 6,0 ± 0,1 6,0 ± 0,1 6,0 ± 0,1Фенилаланин 4,3 ± 0,1 4,4 ± 0,1 4,4 ± 0,1 4,4 ± 0,1Лейцин 8,9 ± 0,1 7,3 ± 0,1 7,0 ± 0,3 7,6 ± 0,1Изолейцин 6,5 ± 0,1 5,0 ± 0,1 5,2 ± 0,3 5,0 ± 0,1Валин 6,4 ± 0,2 6,6 ± 0,2 5,9 ± 0,4 6,2 ± 0,2Треонин 3,3 ± 0,1 3,2 ± 0,1 3,2 ± 0,1 3,2 ± 0,1Метионин+цистин 1,2 ± 0,1 1,4 ± 0,1 1,2 ± 0,1 1,2 ± 0,1Таблица 6. Содержание жирных кислотв соевом зерне и БВМИTable 6. Content of fatty acidsin the soybean grain and the PVMI food additiveЖирнаякислотаСодержание, %СоевоезерноБВМИ22 °С 26 °С 30 °СОлеиновая 17,0 ± 0,6 13,0 ± 0,9 15,4 ± 1,8 12,9 ± 1,1Линолевая 49,7 ± 0,1 49,6 ± 0,2 49,3 ± 0,3 49,3 ± 0,3Линоленовая 7,7 ± 0,1 6,8 ± 0,2 7,8 ± 2,0 6,1 ± 0,3Пальмити-новая10,8 ± 0,1 10,6 ± 0,1 10,6 ± 0,1 10,6 ± 0,1Стеариновая 4,1 ± 0,1 3,8 ± 0,1 3,7 ± 0,1 3,9 ± 0,1Соотноше-ние ПНЖК6,4:1 7,3:1 6,3:1 8,1:1стин увеличился на 0,3 % при снижении лейцина иизолейцина на 1,3−1,9 % относительно их содержа-ния в соевом зерне (табл. 5).По данным диетологов и института питанияРАМН РФ, рекомендуемое соотношение полинена-сыщенных жирных кислот ω-6 и ω-3 в рационе пита-ния здорового человека должно составлять 6:1−10:1[19, 20]. У соевого зерна и полученной пищевойдобавки, независимо от режима проращивания, на-блюдалось оптимальное соотношение ПНЖК ω-6 иω-3 – 6,3:1−8,1:1. Из ненасыщенных жирных кислотв большей степени уменьшилось содержание олеи-новой кислоты – на 9,4–24,1 % относительно соевогозерна (табл. 6).В соевом зерне содержится большое количествожирорастворимых и водорастворимых витаминов.В сое витамины находятся в связанной форме, а споступлением воды начинается их переход в физи-ологически активное состояние. Поэтому в прорас-тающем зерне возрастает содержание витаминов,количество которых увеличивается не только из-заосвобождения их из связанной формы, но и вслед-ствие биосинтеза [16, 18, 21].Проведен анализ содержания некоторых вита-минов в соевом зерне и пищевой добавке из соевогозерна, полученного путем биотехнологической моди-фикации (табл. 7).Провитамин А (β-каротин), в связи с наличиембольшого числа двойных связей, обладает высокойреакционной способностью. Однако он неустойчив кнагреванию в присутствии кислорода. Поэтому в пи-Таблица 7. Содержание витаминов в соевом зерне и в БВМИTable 7. Content of vitamins in the soybean grain and the PVMI food additiveПоказатель Содержание, мг/100 гСоевое зерно БВМИ22 °С 26 °С 30 °Сβ-каротин 0,07 ± 0,01 0,04 ± 0,01 0,02 ± 0,01 0,02 ± 0,01В1 (тиамин) 0,94 ± 0,01 1,55 ± 0,01 1,62 ± 0,01 1,63 ± 0,01Е (альфа – токоферол, ТЭ) 1,90 ± 0,01 3,20 ± 0,02 3,30 ± 0,02 3,30 ± 0,02Витамин С 1,55 ± 0,02 3,35 ± 0,02 3,48 ± 0,02 3,40 ± 0,02372Statsenko E.S. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 3, pp. 367–374щевой добавке произошло уменьшение его содержа-ния в 1,8–3,5 раз по сравнению с исходным сырьем.При этом содержание витамина В1 увеличилось в1,6–1,7 раза, витамина Е – в 1,7 раза, витамина С – в2,2 раза относительно их содержания в соевом зерне.Установлено, что кроме полезных веществ,содержащихся в сое, в состав ее белка входят и ан-типитательные вещества – ингибиторы трипсина,активность которых может изменяться в процессепроращивания [22]. На следующем этапе исследо-ваний проведен сравнительный анализ активностиингибитора трипсина (ТИА) в соевом зерне и в пи-щевой добавке, полученной проращиванием зернав течение 24 часов при температурах 22, 26 и 30 °С(табл. 8).Полученные результаты показали снижение актив-ности ингибитора трипсина в БВМИ на 21,4−35,6 %,при диапазоне колебания 11,3 мг/г [7, 16].ВыводыТаким образом, разработана технология полу-чения БВМИ в виде муки на основе соевого сырьябиотехнологической модификации, которая включаетследующие этапы: подготовку соевого зерна, про-ращивание, сушку полученного зерна, измельчениесушеного материала. Экспериментальным путемустановлены оптимальные режимы проращивания (втечение 24 ч при температуре 26 °С) и сушки соевогосырья (в течение 270 мин при температуре 50 °С).Применение такой технологии обеспечило в добавкеувеличение содержания белка на 7,3 %, липидов на2,3 % и пищевых волокон на 3,6–8,4 % по сравне-нию с исходным соевым зерном. При этом в соевомзерне сорта «Китросса» и пищевой добавке из негоотмечено оптимальное рекомендуемое для человекасоотношение ПНЖК ω-6 и ω-3 – 6,3:1−8,1:1. Новыеподходы к получению пищевой добавки на основесоевого сырья биотехнологической модификациине только обеспечивают целенаправленное превра-щение структурных элементов клетки, сохранениеи увеличение биологически активных веществ, но ипозволяют наиболее полно использовать все ресур-сы, заложенные в сое. На основании проведенныхисследований разработан комплект техническойдокументации − СТО 9146-001-00668442-2018 «Бел-ково-витаминно-минеральный ингредиент. Пищеваядобавка» и технологическая инструкция (ТИ) на про-изводство пищевой добавки. Полученный ингредиентрекомендуется использовать в качестве обогащаю-щей добавки в технологиях консервного, хлебопекар-ного и других производств.Конфликт интересовАвтор заявляет об отсутствии конфликта интере-сов.