Чем вреден соевый изолят
Соя: потенциальная опасность для лечебного детского питания
Соя и продукты из нее незаметно, но прочно входят в наш ежедневный рацион. Сегодня уже становится проблематично найти продукт питания, мясной или молочный, куда не входил бы соевый белок.
Несколько лет назад мир охватила «соевая лихорадка»: польза продукта описывалась повсеместно и в самых ярких красках. В пример ставилась Япония, где ежегодно средний житель съедает 27 кг сои, в то время как в Европе этот показатель составлял всего 3 кг. Высокая продолжительность жизни японцев ставилась в прямую зависимость от соевых бобов. Последние исследования же показали, что причин для такого энтузиазма было гораздо меньше, чем казалось.
Изучения положительных и отрицательных свойств соевых бобов сегодня продолжаются, и споры между защитниками и противниками продолжают разгораться.
В защиту сои
На сегодняшний день можно считать доказанным, что соевый белок может полноценно заменить белок животного происхождения. Кроме того, в отличие от мяса соя не повышает уровень «плохого» холестерина и, соответственно, риск сердечно-сосудистых заболеваний. Как растительный продукт, соя является источником полезных витаминов и минералов, которые положительно влияют на метаболизм, могут служить профилактикой раковых и некоторых других заболеваний.
Большое «Но»
Ученые по всему миру, вплотную занимающиеся исследованием сои, предупреждают, что употребление соевых продуктов наряду с пользой чревато определенными опасностями, о которых не стоит забывать при составлении своего рациона, и особенно при планировании рациона детей. Угроза, которую таит в себе соя, может не проявляться у здоровых людей, но при определенных патологиях эндокринной и пищеварительной системы такая диета может усугубить состояние пациентов. У малышей же активное употребление соевых продуктов может привести к нарушению формирования и нормального функционирования некоторых систем организма.
Чем опасна соя?
Соя как растение за века своего существования выработала защитные свойства, мешающие вредителям – насекомым и животным, активно ею питаться. Те же антипитательные факторы обуславливают и негативные последствия приема сои для человеческого организма.
Так, большая часть ингибиторов протеаз, содержащихся в соевых продуктах, не расщепляется в желудочном соке и, проходя дальше, блокирует работу ферментов поджелудочной железы, заставляя ее работать гораздо активнее, вызывая ее гипертрофию.
Лектины, входящие в состав сои, затрудняют всасывание в кишечнике. Недорасщепленные и оставшиеся в просвете кишечника полипептиды являются прекрасной средой для размножения бактерий и причиной образования токсинов. Исследования также показывают, что те же вещества вызывают задержку роста у детей.
Растительные гормоны (фитоэстрогены) сои негативно влияют на созревание половой системы. У девочек это выражается в раннем наступлении менструации, у мальчиков же замедляется половое развитие, наблюдается снижение уровня тестостерона. Даже у взрослых в некоторых случаях на фоне соевой диеты отмечались проблемы с зачатием у женщин и импотенция у мужчин.
Струмогенные вещества соевых бобов вызывают дисфункцию щитовидной железы, вплоть до образования зоба. Такая проблема чаще всего возникает на фоне дефицита йода в ежедневном рационе. Еще полвека назад было доказано, что питание на основе соевой муки приводило к серьезным эндокринным нарушениям у младенцев.
Таким образом, соевые продукты строго не рекомендуются малышам с врожденным гипотиреозом и другими эндокринными проблемами. К категории риска относятся и недоношенные младенцы, дети с дефицитом веса и нарушениями работы желудочно-кишечного тракта.
Соя и ГМО
Соя – одно из самых любимых генетиками растений, поэтому найти сегодня соевый продукт, не прошедший генную модификацию, действительно сложно. По заверениям отечественных специалистов, генетически измененная соя в нашей стране не используется для пищевой промышленности. Но, даже если верить этой информации, соевые продукты, которые мы видим на прилавках магазинов, редко имеют российское происхождение.
Сводим риски к минимуму!
Исследования разнообразных свойств соевых бобов и их влияние на взрослый и детский организмы еще далеко не закончены. Часто такие работы дают противоречивый результат, и ученые нередко объясняют расхождения данных в разных странах особенностями генетической памяти и традицией употребления этого продукта. В России, где история применения сои, мягко скажем, не уходит корнями в средние века, население больше рискует столкнуться с непредвиденными результатами модной приверженности этому продукту.
Уже доказанная опасность питания на основе сои у детей младшего возраста заставляет ответственных производителей отказываться от соевых добавок в детское питание, и особенно в лечебно-профилактические питательные смеси.
Resource Clinutren Junior: специального питание для детей без сои
Готовая питательная смесь от Nestle создана специально для детей от года до 11 лет с учетом нужд бурно растущего организма. При подготовке уникального рецепта ученые приняли во внимание последние рекомендации педиатрического сообщества. Поэтому продукт содержит высококачественный молочный белок – источник незаменимых аминокислот, а также жиры, углеводы, богатый набор из 29 витаминов и минералов.
Смесь подойдет в качестве дополнительного питания – бутылочку в 200 мл удобно взять в детский сад или школу. В случае болезни и тяжелого состояния малыша Resource Clinutren Junior может заменить и весь суточный рацион.
Дети без сомнения оценят вкусный шоколадный, клубничный или ванильный напиток, родителям же придется по душе его тщательно сбалансированный состав и отсутствие потенциально вредных продуктов.
Чем вреден соевый изолят
Соя была частью традиционных азиатских блюд на протяжении тысячелетий. Есть свидетельства того, что соевые бобы выращивались в Китае еще в 9000 году до нашей эры.
Сегодня соя широко используется не только как источник растительного белка, но и как компонент многих обработанных пищевых продуктов.
Соя богата важными питательными веществами. В 100 граммах этого продукта содержится 385 ккал, что делает сою очень питательной. Но помимо энергии она способна насытить ваш организм такими важными микро- и макронутриентами, как витамин К, витамины группы B, железо, магний, фосфор, цинк, марганец и медь, витамин Е.
Благодаря своему богатому витаминному и минеральному составу соя оказывает благотворное влияние на все системы организма. Среди ее полезных свойств выделяют следующие:
Чрезмерное употребление сои, как и любых других продуктов, может привести к негативным последствиям. Химический состав соевых продуктов может влиять на усвояемость йода в организме, что серьезно сказывается на состоянии эндокринной системы. Щавелевая кислота в составе продуктов из сои способствует образованию камней в почках и мочевом пузыре, а ферменты бобов могут замедлить всасывание микроэлементов из другой еды. Увы, эти вещества имеют свойство накапливаться при длительном употреблении продукта, содержащего их.
У сои есть и серьезные противопоказания к употреблению. Сою нельзя употреблять следующим категориям граждан:
Соя весьма противоречива. Но это свойство можно приписать любому продукту в нашем холодильнике. Не бывает однозначно вредных или полезных продуктов – бывает отсутствие меры в их употреблении. Роспотребнадзор советует грамотно рассчитывать свой рацион и следить за балансом питательных веществ.
Польза и вред от соевого протеина и как правильно его принимать
Рассматривая различные источники белка, рано или поздно атлет приходит к выводу, что принимать дорогой комплексный яичный протеин – довольно дорого. Дороговизна продукта не отменяет того факта, что прием спортивных добавок значительно ускоряет рост мышечных тканей, а в некоторых случаях приводит даже к гиперплазии. Именно в такие моменты многие обращаются к такому источнику сырья, как соевый протеин. Каковы его плюсы и минусы? Стоит ли использовать соевый источник сырьевого белка? Подробные ответы на эти вопросы вы получите в статье.
Общие сведения
Профайл белка
Определение
Что такое соевый протеин? Это белок, выделенный из сои. Впервые его начали использовать в 80-х годах прошлого века, когда выяснили пользу употребления соевых продуктов для вегетарианцев, полностью отказавшихся от употребления животных источников белка.
В отличие от многих других сырьевых источников соевый субстрат обладает наиболее низким качеством очистки продукта. В чистом гидролизованном порошке, который используется как кормовая добавка для лошадей, процент содержания чистого белка едва достигает 50%. Остаток приходится на различные макроэлементы, каждый из которых мало способствует спортивным показателям.
Тем не менее до проведения исследований в конце 90-х годов 20-го века, соевый субстрат плотно вошел в культуру бодибилдинга. Это был самый дешевый источник белка, а неполный аминокислотный профиль с лихвой компенсировался количеством потребляемого белка. Однако в дальнейшем ученые Йельского университета выяснили, что применение соевого белка для мужчин небезопасно в виду содержания в нем фитоэстрогенов.
Особенности фитоэстрогенов
Фитоэстрогены – метаболиты эстрогена, содержащиеся в различных продуктах питания, в том числе бобовых, сое, пивных дрожжах. Их главная особенность – легкая ароматизация до уровня полноценных эстрогенов, что связывает гормон тестостерон и может привести к отложению жировых отложений по женскому типу. Главный побочный эффект – негативное влияние на эректильную функцию у мужчин с попутной дестабилизацией эмоционального психологического состояния.
Ароматизация в фитоэстрогены привела к резкому увеличению обращений бодибилдеров к профессиональным хирургам с целью устранения гинекомастии. Весь этот процесс обеспокоил министерство здравоохранения, в виду чего соевый субстрат кормовой категории стали отпускать в строгих дозировках и только по рецепту врача. Однако со временем по причине изменения технологии производства этот запрет был снят – в составе соевого порошка существенно уменьшился процент фитоэстрогена.
Интересный факт: в 90-е годы 20-го века на территории бывших республик СССР были распространены соевые продукты – соевое мясо, соевая колбаса и кормовая соя. Пока результаты исследования зарубежных ученых не дошли до нашей глубинки, эти продукты пользовались широкой популярностью. В начале нулевых продукты резко пропали с полок продуктовых магазинов.
Вред соевого протеина
Итак, настало время поговорить о том, почему не стоит использовать классический соевый протеин в качестве добавки к основному питанию.
По факту соевый протеин для спортсмена мужского пола не менее вреден, чем ежедневное употребление нескольких литров пива. Возможно, вред даже более выражен, так как фитоэстрогены, входящие в состав пивных дрожжей, частично связываются в печени вместе с алкоголем.
Неоспоримые преимущества
Несмотря на все недостатки, соевый протеин продолжает пользоваться спросом на рынке в своих разных формах. Все дело в преимуществах, которые могут сделать его дополнительным источником белка.
Соевый изолят
Что такое соевый протеин в своей идеальной форме? Это соевый изолят. В отличие от кормовой сои он практически полностью лишен таких неприятных компонентов, как клетчатка и фитоэстрогены. Все это делает его несоизмеримо более выгодным капиталовложением в спортивное питание, чем покупка любого другого вида белка.
За счет полной гидратации и частичной ферментации происходит полная денатурация белка до простейших аминокислот. Общий профиль в совокупности с биодоступностью улучшается. Конечно, в нем все еще не хватает баланса основных аминокислот (в особенности изолейцина, участвующего в формировании гликогенового депо), но употреблять такой белок намного безопаснее, чем рисковать гинекомастией в погоне за новым блином за штангой.
Как принимать
Если вы решились принимать соевый изолят, выясните как принимать соевый протеин по классической схеме.
Сначала подготовительные процедуры:
Дальше – самое интересное. Если для атлета средней подготовки нужно порядка 2 г комплексного белка на килограмм тела или около 2.5 г сывороточного белка, то с соевым изолятом все сложнее. Если у вас есть другие источники белка с отличающимся аминокислотным профилем, то достаточно употреблять всего 1 г соевого белка на 1 кг тела. Но если других источников восполнения дефицита нет, придется увеличить дозировку соевого протеина в 5 раз.
Разберем классический пример: атлет – 75 кг веса – 15% жировой прослойки. Количество белка, потребляемого из пищи – 60 г. Общий дефицит 77, 5 г белка. В случае с соевым протеином придется принимать по 250 г порошка в день, что будет аналогом полноценных 4 порций протеина в день. Разделение делается таким образом.
В тренировочный день:
В не тренировочный день:
Результативность в спорте
К сожалению, из-за неполного аминокислотного профиля даже соевый изолят имеет крайне низкую эффективность для набора и удержания мышечной массы. Для достижения лучших результатов соевый протеин рекомендуется комбинировать с аминокислотами разветвленной цепи. Однако с экономической точки зрения такое восполнение недостающими аминокислотами основного профиля соевого изолята крайне невыгодно. Гораздо дешевле закупать обычный сывороточный протеин и получать большую эффективность с меньшей вероятностью появления побочных эффектов.
В то же время, при длительном применении очищенного субстрата можно добиться повышения результатов не за счет повышения уровня анаболических процессов, а за счет полной блокировки катаболизма в организме. Это еще один способ достичь миофибриллярной гипертрофии.
Исключительно для девушек
А теперь классический вопрос, который задают все девушки – поможет ли соевый протеин похудеть? Ответ – да. Для женского организма все недостатки соевого протеина превращаются в достоинства. Это касается в первую очередь обычного дешевого сырья, а не соевого изолята. Каким образом, фитоэстрогены, входящие в состав соевого субстрата помогают в достижении извечно женских целей?
Это способствует комплексный эффект:
И самое главное: соевый белок позволяет сохранить размер груди, а в редких случаях даже увеличить его, несмотря на снижение массы тела. Пожалуй, именно поэтому соевый субстрат так популярен в женском фитнесе любительского уровня.
Итоги
Соевый протеин далеко не идеален. И его дешевизна – это лишь приманка, которая может обернуться для атлета непоправимыми последствиями. Но в случае, если у вас нет других источников белка, или вы – представитель вегетарианской культуры, соевый изолят (не классический белок, а именно изолят) – единственный способ получить достаточное количество белка без перерасхода бюджета. Главная хитрость заключается в том, что соевый изолят обходится несоразмерно дешевле других вариантов меню для вегетарианца-атлета.
Остальным лучше все же потратится и купить сывороточный протеин. В этом случае вы избежите неприятной амортизации, что особенно важно для атлетов-натуралов, уровень выработки тестостерона которых ненамного выше базового уровня.
Чем вреден соевый изолят
В современном мире постоянно растет потребность в белках и продуктах на их основе. По данным ВОЗ более 60 % человечества не получают достаточного количества белка. Недостаток белков в питании нарушает динамическое равновесие метаболических процессов с участием белков, сдвигая его в сторону преобладания распада собственных белков клетки, и приводит к истощению организма. В связи с этим особую значимость приобретают вопросы обеспечения населения белковыми компонентами питания, а также повышается приоритет исследований в этом направлении, подтверждаемый разработкой и осуществлением специальных программ в промышленно-развитых странах мира [6].
Общепризнанным механизмом ликвидации дефицита белка и улучшения пищевой ценности продуктов питания является использование новых его источников [13].
Цель исследования
Целью наших исследований явилась систематизация и обобщение литературных и собственных данных по технологии получения белковых изолятов из растительного сырья, а также анализ перспектив развития технологических решений, создания малоотходных технологий и экологически чистых производств.
Материал и методы исследования
Основная функция белка в питании – обеспечение организма человека необходимыми аминокислотами, из которых девять из 20 являются незаменимыми и обязательно должны поступать с пищей. Заменимые аминокислоты синтезируются в организме в количествах, не обеспечивающих полностью его потребности. Посредством белка удовлетворяется потребность организма в общем азоте, обеспечивающем биосинтез заменимых аминокислот и других азотсодержащих эндогенных биологически активных веществ.
Качество пищевого белка определяется наличием в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном количестве и в определенном соотношении с заменимыми аминокислотами. Качество пищевого белка характеризуется прежде всего его биологической ценностью, степенью чистой утилизация белка, его аминокислотным составом, коэффициентом перевариваемости белка пищи у человека.
Физиологическая потребность в «идеальном» белке у взрослых – 0,75 г/кг массы тела. Наиболее близки к «идеальным белкам» – белки яиц, мяса, молока. При потреблении смешанной растительно-животной пищи потребность повышается до 0,85–1,0 г/кг массы тела. Это обусловлено снижением перевариваемости и усвояемости белка в желудочно-кишечном тракте.
Продукты растительного и животного происхождения различаются по концентрации белка. Большинство растительных белков лимитированы по одной или нескольким незаменимым аминокислотам. Белки злаковых культур лимитированы по лизину и треонину, бобовых культур – по метионину и цистеину.
Пищевая ценность таких белков может быть скорректирована путем добавления лимитирующей аминокислоты Концентрация белка в большинстве пищевых продуктов растительного происхождения является слишком низкой, чтобы быть адекватным источником белков. Современные достижения в области технологии обработки и химии белка позволяют преодолеть этот недостаток. Например, удаление масла и целлюлозы увеличивает концентрацию белка в семенах масличных культур. При использовании соответствующих растворителей и технологических процессов белки могут быть частично или полностью отделены от других органических материалов.
При употреблении животного белка увеличивается выработка инсулиноподобного фактора роста 1. В раннем возрасте этот фактор является одним из важных стимуляторов роста организма, но в зрелом возрасте он стимулирует процесс старения, способствует росту, пролиферации и распространение раковых клеток. Избыток животного белка может отрицательно влиять на кальциевый обмен, функции почек, здоровье костей, на сердечно-сосудистую систему.
Прямое использование растительных белков как продуктов питания является более эффективным, чем получение белка от животных, которых кормили растительными белками.
Растительное сырье для производства белков значительно дешевле, чем сырье животного происхождения, более доступно и требует меньших затрат для хранения и транспортировки. Это очень важно для стран с ограниченными экономическими ресурсами.
Аминокислотный профиль соевого белка считается наиболее близким к животным белкам. Соя содержит высокий уровень полноценного белка и некоторые незаменимые аминокислоты.
К негативным свойствам сои, относят: во-первых,содержание большого количества природных токсинов или «антинутриентов», которые блокируют действие трипсина и других ферментов, необходимых для переваривания белков. Эти ингибиторы способны вызывать серьезные расстройства желудка, снижают пищеварение любых белков и поглощение аминокислот. Во-вторых, соевые бобы отличаются высоким содержанием фитиновой кислоты, которая блокирует поглощение в желудочно-кишечном тракте необходимых минералов – кальция, магния, меди, железа и особенно цинка.
В-третьих, соя содержит фитоэстрогены. Переизбыток эстрогенов вызывает серьезные гормональные нарушения как у женщин, так и у мужчин. Изофлавоны сои ингибируют синтез эстрадиола и других стероидных гормонов, вызывая репродуктивные проблемы, бесплодие, заболевания щитовидной железы. Имеются сведения, что соевый протеин при длительном приеме наносит вред сердечно-сосудистой системе, приводит к ускоренному старению мозга и более выраженному снижению познавательной функции.
Большая часть (около 99 % сои) является генетически модифицированной, а также соя имеет один из самых высоких показателей загрязнения пестицидами.
Часть исследователей считает, что данные проблемы в изоляте белков сои частично решены, путем производственной очистки соевого продукта и последующим обогащением его метионином. Изолят соевого белка (SPI) является в настоящий момент ключевым ингредиентом в большинстве соевых продуктов, которые имитируют мясо и молочные продукты, в том числе он входит с состав детского питания и некоторых марок молока.
Производство SPI осуществляется в промышленных условиях. Суспензию соевых бобов сначала смешивают с щелочным раствором, чтобы удалить волокна, затем осаждают и отделяют с помощью кислотной промывки и, наконец, нейтрализуют в щелочном растворе. Полученный промежуточный продукт подвергают распылительной сушке при высоких температурах. Обработка высоким давлением и последующая экструзия позволяют произвести текстурированный соевый белок. В процессе высокотемпературной обработки удаляется большая часть ингибитора трипсина, но не весь. Даже в тофу и соевом твороге ингибиторы трипсина не полностью устранены. Одним из побочных эффектов высокотемпературной обработки является денатурации части других белков. Поэтому в соевый корм для животных необходимо добавлять лизин для нормального роста. В процессе распылительной сушки формируются нитриты, являющиеся сильными канцерогенами. Токсин лизиноаланин (Lal), потенциально опасный пищевой фактор, поражающий почки, также образуется в процессе высокотемпературной обработки сои.
В качестве загустителя и для улучшения вкусовых качеств в изолят соевого белка и текстурированный растительный белок добавляют многочисленные искусственные ароматизаторы и загустители, в частности, глутамат натрия.
После получения фитиновая кислота остается в изоляте соевых белков. Тем не менее во многих странах изолят соевого белка и текстурированного растительного белка широко используется в программах школьного питания, в коммерческих хлебобулочных изделиях, диетических напитках и продуктах быстрого приготовления.
Альтернативой соевому белку на сегодняшний день могут быть растительные белки, содержащиеся в злаковых, масличных, бобовых и зерновых культурах, биомассе зеленых растений, орехах. Белковый изолят из семян конопли, льна, орехов, риса, гороха предпочтительней, чем соевый белок.
В настоящее время ежегодные мировые площади под культурой льна составляют 3,5–4,5 млн га, при этом более 70 % посевов – масличные льны [6].
Вот данные научно-исследовательского института льноводства: пищевая ценность белка из семян льна оценивается в 92 единицы в сравнении со 100 единицами казеина молока. Установлено, что в льняном белке содержится семь незаменимых аминокислот – лизин, треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, а также гистидин и аргинин, считающиеся незаменимыми в детском возрасте. Это свидетельствует о высокой биологической ценности белка льна, качественно и количественно сравнимой с соевыми белковыми продуктами [6].
Лен в России – национальная стратегическая культура, которая возделывается по экологически безопасной технологии, обеспечивающей возможность получения пищевой продукции гарантированного качества. Кроме того, выращивание льна способствует экологическому оздоровлению почвы и окружающей среды.
Белковые продукты выпускаются в виде препаратов, отличающихся способом получения, природой исходного сырья и степенью его очистки от сопутствующих компонентов, содержанием суммарного белка. Из растительного сырья выделяют следующие виды белковых препаратов: муку, концентраты с содержанием белка не менее 60−65 % и изоляты с содержанием белка не менее 90 %, текстурированные белки. Белковые изоляты пищевого назначения должны содержать белки с молекулярными массами не менее 50 кДа [6]. Концентраты и изоляты растительных белков с обезличенным вкусом и запахом являются экономически более целесообразными формами белковых продуктов, что позволяет использовать их в больших дозировках [20].
Современные технологии получения белковых продуктов из растительного сырья базируются на двух технологических подходах:
— глубокое фракционирование макронутриентов сырья с максимизацией выхода белков, их очистка, концентрирование и, при необходимости, модификация функциональных и медико-биологических характеристик;
— оптимальное фракционирование макро- и микронутриентов сырья с получением белково-липидных и белково-углеводных композитов заданного состава с максимальным сохранением фитохимического потенциала сопутствующих микронутриентов [1].
Важнейшим приоритетом сегодня является распространение технологий, превращающих малоценные отходы переработки растительного сырья в белковые продукты и компоненты с высокой добавленной стоимостью, в частности, использование растительных белков в пищевой промышленности. Разработка малоотходных эффективных технологий переработки вторичного возобновляемого растительного сырья, отвечающих требованиям экологической безопасности и снижению энергоёмкости, имеет глобальное значение.
В последнее десятилетие процессы выделения растительного белка были значительно улучшены путем введения ультрафильтрации с помощью мембран обратного осмоса, новых адсорбентов, более совершенных растворителей и применения современного технологического оборудования.
В биологических объектах чаще всего присутствуют соединения и смеси большого числа белков, при этом многие их них близки друг к другу по физико-химическим свойствам. Часто наблюдается практическое совпадение отдельных физико-химических характеристик выделяемых белков, что заставляет использовать несколько способов очистки, которые позволяют выделить наибольший объем возможных различий.
Выделение белковых изолятов также осложняется неустойчивостью белка, возможностью денатурации в процессе очистки, что сильно ограничивает многообразие применяемых методик.
Широкое разнообразие белковых соединений, а также их нестабильность приводят в невозможности разработки единой технологической схемы выделения и очистки белковых соединений. Даже для одного и того же белка различными авторами предлагается несколько схем выделения, которые часто сопоставимы по эффективности [15].
Большинство из методов выделения и очистки белков хорошо работают в лабораторных масштабах, но лишь немногие из них могут быть использованы для получения белков в количествах, требуемых для коммерческих целей.
На основные технологические подходы к выделению белковых изолятов влияют физико-химические свойства выделяемых белковых молекул: форма молекул, молекулярная масса, суммарный заряд молекулы, соотношение полярных и неполярных групп на поверхности нативной молекулы белка, растворимость белков, а также степень устойчивости к воздействию денатурирующих агентов.
Получение индивидуальных белков из биологического материала (тканей, органов, клеточных культур) начинается с дробления биологического материала и разрушения клеточных мембран.
Если белок содержится в межклеточной жидкости, то часто бывает достаточно механического отжима тканевого сока. Более высокая эффективность извлечения достигается лишь при измельчении ткани гомогенизаторами. При гомогенизации ткань, находящуюся в буферном растворе с определённым значением рН и концентрацией солей, измельчают и растирают до однородной массы. В зависимости от того, в каких частях клетки находится белок, подбирают степень измельчения.
Если извлекаемый белковый изолят термостабилен или для его выделения требуется полное разрушение клеточной структуры, извлечение проводится методом замораживания и оттаивания ткани. В результате попеременного замораживания и оттаивания образующиеся кристаллы льда разрушают оболочки клеток.
Также в качестве разрушающего агента может выступать ультразвук. Изменением мощности источника воздействия и частоты колебаний подбирается режим воздействия, при котором исключается денатурация белка.
Относительно устойчивые белки можно успешно извлекать из тканевых препаратов химическими агентами (ацетоном, раствором глицерина). Предварительная лиофилизация тканевого препарата позволяет интенсифицировать извлечение.
Классическая схема выделения белкового изолята включает следующие этапы: экстрагирование белков, последующее добавление кислоты для осаждения белка в изоэлектрической точке, центрифугирование, промывание и высушивание.
Классическая схема выделения белкового изолята имеет много различных вариантов. Основные вариации схемы касаются процесса подготовки шрота к экстракции, выбора типа растворителя и осадителя белков после окончания процесса.
Процесс получения белкового изолята чаще всего проводят при пониженной температуре, т.к. ее повышение может привести к денатурации белка. Понижение температуры при выделении белка также предотвращает или уменьшает рост микроорганизмов и замедляет действие гидролизирующих ферментов.
Выбор экстрагента для получения белковых изолятов проводится так, чтобы наряду с наиболее полным выделением белка отбросить максимальное количество сопутствующих примесей. При этом учитывается значение pH, ионная сила раствора, температура, продолжительность извлечения и состав экстрагента. Необходимо использовать методы, учитывающие какую-либо характерную особенность данного белка, например, термостабильность или устойчивость в кислых растворах. Сначала методами очистки необходимо удалить из раствора основную массу балластных белков и сопутствующих веществ, которые значительно отличаются от выделяемого белка физико-химическими свойствами, затем применяют всё более тонкие методы очистки белка.
В Дании запатентована технология получения изолята белка из содержащего белок вещества, предварительно размолотого до состояния муки [9].
Высаливание является классическим методом выделения белков. Чаще всего для разделения белков методом высаливания используют разные концентрации солей сульфата аммония – (NH4)2SO4. Чем выше растворимость белка, тем большая концентрация соли необходима для его высаливания.
Во многих методах очистки используется снижение растворимости белков при pH, близком к значению изоэлектрической точки. Ряд белков в кристаллическом состоянии получают путем повышения концентрации солей в белковых растворах, приведенных к изоэлектрической точке.
Часто для фракционирования и очистки белков используются органические растворители. Так как они способны денатурировать многие белки, то их применяют при низких температурах и со строго ограниченной продолжительностью действия.
Для выделении и очистки белков применяется целый ряд методов, основанных на различиях в весе и размерах молекул белков. Наиболее распространенным из таких методов является ультрацентрифугирование.
Для разделения белков часто используют хроматографические методы, основанные на распределении веществ между двумя фазами, одна из которых подвижная, а другая неподвижная. В основу хроматографических методов положены разные принципы: гель-фильтрации, ионного обмена, адсорбции, биологического сродства.
Довольно широкое применение получили методы очистки, основанные на сродстве белков к определенным адсорбентам. Основным из таких методов является адсорбционная хроматография. Метод основан на разделении белков, различающихся суммарным зарядом при определённых значениях рН и ионной силы раствора. При пропускании раствора белков через хроматографическую колонку, заполненную твёрдым пористым заряженным материалом, часть белков задерживается на нём в результате электростатических взаимодействий.
В Канаде для получения белкового изолята из очищенных и измельченных маслосемян применяется непрерывный способ извлечения, включающий экстракцию водным раствором соли при температуре 5 ºС для солюбилизации белка [14].
Главным недостатком известных способов извлечения белковых изолятов (за исключением турбосепарации) является необходимость применения агрессивных веществ, для элиминации которых из конечных продуктов требуется многократная промывка водой. Это создает экологические проблемы и значительно удорожает получаемый изолят [9].
Белковые изоляты для пищевого назначения оцениваются по следующим параметрам: жироэмульгирующей и жироудерживающей способности, острой токсичности, индексу растворимого белка [2].
Отдельно остановимся на получении изолята растительного белка из шрота масличных культур. Масличный шрот на сегодняшний день является перспективным источником высококачественного белка для пищевой и кормовой промышленности. Значительное число научных исследований и разработок, как в нашей стране, так и за рубежом, посвящено вопросам ресурсосберегающей экономически целесообразной технологии комплексной переработки возобновляемого растительного сырья – шрота масличных культур с получением продуктов пищевого и кормового назначения [12,16,18].
Существуют технологии, позволяющие выделять из шрота масличных культур концентрированный белок с чистотой до 80 %, с последующей полной утилизацией шрота и использованием оборотной воды в процессе (технология получения концентрата растительного белка из подсолнечного шрота, разработанная европейской фирмой «Альфа Лаваль») [12,10,14].
Одним из основных направлений использования растительного белка сегодня считается применение его для отечественного мясного рынка. Растительный белок позволяет произвести равноценную замену недостающего дорогостоящего мясного сырья, улучшить качественные характеристики готовой продукции, снизить себестоимость вырабатываемых продуктов питания, обогатить мясные продукты необходимыми для человека пищевыми нутриентами (пищевые волокна, витамины и т. д.) [8].
В настоящее время актуальной проблемой в пищевой промышленности является замена белковых изолятов, полученных из генетически модифицированных источников сырья. Ведутся активные поиски новых источников растительного белка из генетически немодифицированных культур.
За последние пять лет на отечественном рынке появились новые виды растительных изолятов, которые отвечают всем технологическим требованиям. К ним относятся: пшеничный белок, льняной белок, гороховый белок.
Указанные изоляты имеют высокое содержание белка, хорошие водосвязывающие и эмульгирующие свойства; а также имеют невысокую себестоимость. Например, в отличие от соевого изолята, белки пшеницы и гороха не образуют геля, они участвуют в процессе структурообразования непосредственно в мясных системах [7].
Пшеничные и гороховые белки активно применяют в мясной, рыбной, молочной, масложировой и кондитерской промышленности.
Современными исследованиями установлено, что белковый изолят льна может рассматриваться в качестве сырья, регулирующего пищевую ценность, консистенцию и органолептические свойства пищевых продуктов специализированного назначения. Льняной шрот превосходит по количеству содержащегося белка и одновременному отсутствию вредных веществ другие источники растительного белка. Отсутствие запаха и вредных веществ избавляет технологию его переработки от технологических стадий обезвреживания и дезодорации [6]. Большинство способов выделения белков из шрота льна достаточно эффективны и позволяют извлечь более 50 % белка от его количества в сухом льняном шроте. Технологический процесс получения целевого продукта отличается простотой технологических решений и операций, дешевизной исходного сырья, отсутствием токсических и опасных веществ, экономически выгоден.
Заключение
Растительный белок льна в России сегодня применяется пока как пищевая добавка в диетическом питании человека. Тогда как количественный и качественный состав белков льна свидетельствует о перспективности их применения в качестве источника белка для повышения биологической ценности продуктов питания. Необходимы такие технологические решения, которые позволят создать последовательную безотходную переработку и использования семян льна, когда вторичные продукты одной стадии становятся сырьем следующей.