Knjiga „Proteinski proizvodi od soje“ zasnovana je na savremenim naučnim i stručnim dostignućima iz oblasti proteina i proteinskih proizvoda od soje i predstavlja plod dugogodišnjeg naučno-istraživačkog rada autora u ovoj oblasti. Veliki deo rukopisa posvećen je osobinama proteina zrna soje, načinima pripreme proteinskih proizvoda u industrijskim uslovima, kao i nutritivnim, tehnološko-funkcionalnim karakteristikama proteinskih proizvoda od soje. Smatramo da su posebno interesantna poglavlja koja se odnose na mogućnost modifikovanja proteinskih proizvoda od soje, biološki aktivne komponente proteinskih proizvoda od soje i zdravstveni aspekat primene proteinskih proizvoda od soje.

Način pisanja i sadržaj knjige prilagođen je delom studentima Odseka za prehrambenu tehnologiju, grupa Tehnologija ratarskih proizvoda na Poljoprivrednom fakultetu u Beogradu ali i širem auditorijumu.

Imajući u vidu da je pri pisanju knjige korištena obimna strana i domaća literatura i da je zasnovana na originalnim literaturnim podacima, smatramo da može da posluži kao dobra osnova za master, specijalističke i doktorske studije, kao i za sve one koji žele da upotpune i prošire svoje znanje iz oblasti proteina soje i proteinskih proizvoda od soje.

Dr Miroljub Barać, Dr Mirjana Pešić, Dr Salđana Žilić, Dr Slađana Stanojević

Sadržaj

1. Uvod

2. Hemijski sastav zrna soje

2.1. Literatura

3. Proteini soje

3.1. 2S proteinska frakcija
3.2. 7S proteinska frakcija
3.2.1. β-konglicinin
3.2.2. γ-konglicinin
3.2.3. Bazni 7S globulin
3.2.4. Hemaglutinin (lektini)
3.3. 11S frakcija
3.4. 15S frakcija

4. Proteinski proizvodi od soje

4.1. Proteinski aditivi od soje
4.1.1. Sojino proteinsko brašno i griz
4.1.1.1. Tehnološki postupak proizvodnje sojinog brašna
4.1.1.2. Tehnološki postupak proizvodnje ekstrudiranog-ekspeliranog sojinog brašna
4.1.1.3. Tehnološki postupak proizvodnje punomasnog ekstrudiranog sojinog brašna
4.1.1.4. Funkcionalnost proteinskog brašna
4.1.1.5. Brašno od isklijalog semena soje
4.1.2. Proteinski koncentrat
4.1.2.1. Tehnološki postupak proizvodnje sojinog brašna
4.1.2.2. Tehnološki postupak proizvodnje funkcionalnog koncentrata izoelektričnim ispiranjem
4.1.2.3. Tehnološki postupak proizvodnje tradicionalnog koncentrata postupkom termički tretman/ekstrakcija vodom
4.1.2.4. Primena proteinskih koncentrata
4.1.3. Izolati proteina soje
4.1.3.1. Strukturisani izolati
4.1.3.2. Primena proteinskih izolata
4.1.4. Klica semena soje kao aditiv
4.2. Sojino mleko
4.3. Fermentisani proizvodi od soje
4.3.1. Miso
4.3.2. Tempeh
4.3.3. Soja-sos
4.3.4. Natto
4.3.5. Fermentisani proizvodi na bazi sojinog mleka
4.3.6. Tofu
4.3.6.1. Regular tofu
4.3.6.2. Siliken tofu
4.3.7. Nusprodukti pri proizvodnji tofua i drugih sojinih proizvoda
4.4. Teksturisani proizvodi od soje
4.4.1. Postupak proizvodnje teksturisanih proizvoda procesom spinovanja
4.4.2. Postupak proizvodnje teksturisanih proizvoda procesom teksturizacije ekstruzijom
4.4.3. Postupak proizvodnje teksturisanih proizvoda procesom teksturizacije vodenom parom
4.4.4. Vrste teksturisanih proizvoda od soje
4.4.4.1. Visokoproteinske grickalice
4.4.4.2. Teksturisani komadici (TVP)
4.4.4.3. Strukturirani analozi mesa
4.4.4.4. Proizvodi tipa vlakna
4.4.4.5. Analozi mesa sa visokim sadržajem vlage

5. Hranljiva vrednost proteina i proteinskih proizvoda od soje i zdravstveni aspekt njihove upotrebe

5.1. Iskoristljivi lizini
5.2. Antioksidativni potencijal proteina soje
5.3. Zdravstveni aspekt ishrane proteinskim proizvodima od soje
5.4. Sojini proteini kao alergeni

6. Tehnološko-funkcionalna svojstva proteinskih proizvoda od soje

6.1. Rastvorljivost proteina soje
6.2. Emulgujuća svojstva sojinih proteina
6.2.1. Formiranje emulzije
6.2.2. Mehanizmi destabilizacije emulzije
6.2.3. Faktori koji utiču na emulgujuća svojstva sojinih proteina
6.2.3.1. Uticaj pH
6.2.3.2. Uticaj temperature
6.2.3.3. Uticajpovišenog pritiska
6.2.3.4. Uticaj jonske jačine
6.2.3.5. Uticaj molekulske strukture
6.2.3.6. Uticaj koncentracije proteina i odnosa dominantnih proteina
6.3. Peniva svojstva proteina soje
6.4. Zeliranje proteina soje
6.4.1. Zeliranje na hladno
6.4.2. Zeliranje glukono-crlaktonom (D-glucono-l,5-lacton, GDL)
6.4.3. Zeliranje na hladno indukovano delimičnom enzimskom hidrolizom
6.4.4. Zeliranje proteina soje transglutaminazama
6.5. Sposobnost zadržavanja vode
6.6. Literatura

7. Biološki aktivne komponente soje i proteinskih proizvoda od soje

7.1. Biološki aktivna jedinjenja proteinske prirode
7.1.1. Inhibitori proteaza i lektini
7.1.1.1. Inhibitori proteaza
7.1.1.2. Lektini
7.1.2. Lipoksigenaza
7.1.3. Ureaza
7.1.4. Feritin
7.1.5. Lizinoalanin
7.1.6. Biološki aktivni peptidi
7.1.6.1. Lunasin
7.1.6.2. Peptidi formirani tokom pripreme sojinih proteinskih proizvoda
7.1.6.3. Peptidisa antihipertenzivnom aktivnošću
7.1.6.4. Peptidikoji utiču na smanjenje nivoa holesterola u krvi
7.1.6.5. Peptidi sa antioksidativnom aktivnošću
7.1.6.6. Peptidi sa antikancerogenom aktivnošću
7.1.6. 7. Peptidi sa imunomodulatorskom aktivnošću
7.1.6.8. Peptidi koji spreča vaju gojaznost
1.2. Biološki aktivne komponente neproteinske prirode
7.2.1. Fitinska kiselina
7.2.2. Izoflavoni
7.2.3. Antocijanini
7.2.4. Fitosteroli
7.2.5. Saponini
7.2.6. Nesvarljivi oligosaharidi
7.3. Literatura

8. Modifikovanje proteinskih proizvoda od soje

8.1. Modifikovanje proteinskih proizvoda od soje termičkom obradom
8.2. Termička inaktivacija biološki aktivnih proteina
8.3. Modifikovanje proteina soje visokim hidrostatičkim pritiskom
8.4. Modifikovanje proteina visokim hidrodinamičkim pritiskom (Mikrofluidizacija)
8.5. Hemijsko modifikovanje proteina soje
8.5.1. Kiselo-alkalna denaturacija proteina
8.5.2. Hemijska inaktivacija inhibitora proteaza
8.5.3. Redukovanje sadržaja fitinske kiseline
8.6. Enzimska modifikacija proteinskih proizvoda soje
8.6.1. Uklanjanje nepoželjnih senzornih osobina enzimskim postupcima
8.6.2. Uklanjanje fitinske kiseline primenom enzima
8.6.3. Parcijalna proteoliza
8.6.4. Faktori ograničenja primene enzimskih hidrolizata
8.6.5. Perspektiva primene proteinskih hidrolizata
8.6.6. Modifikovanje proteina soje mikrobiološkim transglutaminazama
8.6.7. Modifikovanje proteinskih proizvoda soje glukozidazama
8.7. Literatura

9. Parametri kvaliteta sojinog semena i proizvoda od soje

9.1. Kvalitet semena soje
9.2. Parametri kvaliteta proteinskih proizvoda od soje
9.3. Literatura

Sadržaj

1. Uvod

Soja (Glycine max(D Merrill pripada rodu Glycine, familiji Leguminosae, podfamiliji Papilionideae. Zbog svog jedinstvenog hemijskog sastava jedna je od najekonomičnijih i najkorisnijih poljoprivrednih kultura, a zbog blagotvornog delovanja po zdravlje čoveka neretko je označavaju „čudesnom kulturom“. Pored toga, zahvaljujući visokom sadržaju kvalitetnih proteina i niskoj ceni proizvodnje nazivaju je i „mesom siromašnih“.

Smatra se da soja vodi poreklo iz Kine (centralnih regiona Kine) gde je gajena još pre 4.000’5.000 godina. U Severnu Ameriku i Evropu prenešena je u 18’tom veku, a šira proizvodnja otpočinje u Severnoj Americi oko 1900’te godine. Veća industrijska prerada soje počinje od 1920’te godine kada je izgrađeno prvo industrijsko postrojenje za preradu. Danas najveći svetski proizvođači soje su SAD (80.5 miliona metričkih tona u 2008. godini), zatim Brazil, Argentina i Kina. Istovremeno, ove zemlje su i najveći prerađivači i izvoznici proizvoda od soje u svetu. U Evropi njena proizvodnja je ograničena pre svega zbog klimatskih uslova i kvaliteta zemljišta. U Srbiji uzgoj soje datira od početka dvadesetog veka, dok obimnija proizvodnja datira u poslednjih 70 godina. Prema podacima Privredne komore Srbije u 2011. godini u Srbiji je proizvedeno 441.000 tona sojinog zrna.

Soja se gaji prvenstveno zbog zrna. Zrno soje je dobar izvor ulja (oko 20%, računato na suvu materiju) i nutritivno vrednih proteina. Sadržaj proteina u zrnu soje je veći u odnosu na druge leguminoze i obično iznosi oko 40%, mada su danas selekcionisane i visokoproteinske sorte kod kojih je sadržaj proteina i do 55%.

Proteini soje odlikuju se visokom nutritivnom vrednošću što je posledica izbalansiranog odnosa esencijalnih aminokiselina. Deficitarni su samo u pogledu aminokiselina sa sumporom, mada i u pogledu ovih aminokiselina zadovoljavaju potrebe odraslih osoba, pa čak i dece starosti 2’5 godina. Dobar su izvor aminokiseline lizina i pogodni su za obogaćivanje proizvoda na bazi žitarica čiji su proteini deficitarni u pogledu sadržaja ove esencijalne aminokiseline. Pored toga, usled izbalansiranog odnosa aminokiselina, proteini soje odlikuju se i dobrim fizičko’hemijskim osobinama te se kao površinski aktivna jedinjenja mogu primenjivati u prehrambenoj industriji kao tehnološki funkcionalni aditivi (u formi brašna, griza, proteinskog koncentrata i izolata). Cilj njihove primene u mesnoj, pekarskoj i konditorskoj industriji je postizanje određenih karakteristika finalnog proizvoda (formiranje gela, pene, emulzije, adsorbovanje vode ili ulja).

Brojna istraživanja sprovedena u poslednjih 20’30 godina pokazala su da je zrno soje, a time u određenoj meri (u zavisnosti od načina pripreme) i proteinski proizvodi od soje, dobar izvor biološki aktivnih jedinjenja (često se nazivaju i fitohemikalije) poput niza biološki aktivnih proteina, fitosterola, izoflavona, saponina i drugih. Ova jedinjenja pod određenim uslovima mogu povoljno delovati na zdravlje čoveka, pa čak i doprineti sprečavanju pojave i razvoja i nekih teških, još uvek neizlečivih bolesti. Zahvaljujući tome, Američka FDA agencija (Food and Drug Administration) je čak propisala uslove pod kojim se proizvod koji sadrži soju može okarakterisati kao “funkcionalna hrana”.

Soja se već dugo vremena koristi kao sirovina za industrijsku proizvodnju ulja. Kao izvor proteina koristi se u zemljama Istočne Azije u formi niza tradicionalnih proizvoda (miso, tempeh, soja sos, tofu), dok se proteini soje u formi funkcionalnih aditiva šire koriste u prehrambenoj industriji od 60’tih godina prošlog veka.

Proizvodnja soje u svetskim razmerama je relativno velika. Međutim, najveći deo je još uvek namenjen za ishranu životinja, dok se samo 1% svetske proizvodnje soje koristi za pripremu proizvoda za humanu upotrebu. Imajući u vidu sve prethodno rečeno, kao i činjenicu svakodnevno sve većih potreba čovečanstva za relativno jeftinim izvorima kvalitetnih proteina, za očekivati je da će zrno soje u budućnosti zauzeti mnogo značajnije mesto u ishrani savremenog čovečanstva.