способ обработки семян сои

Формула изобретения

Способ обработки семян сои, включающий промывку водой семян сои, их выдерживание в водном растворе, обработку раствором пропионовой кислоты, термическую обработку до влажности бобов 8-12%, отличающийся тем, что сою проращивают в водном растворе католита, полученного в катодной камере диафрагменного электролизера, воздействуя током 3,0-5,0 А в течение 10-15 мин до pH 9-11, в течение 3-5 суток, затем подвергают термообработке при температуре 55-65°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам обработки семян сои.

Для получения комплексных белково-энергетических добавок большой интерес для животноводства представляет полножирная соя. Семена сои содержат 35-38% белка, которые не уступают по биологической ценности белкам животного происхождения. Кроме того, в состав сои входит 18-20% масла (Ф.Ф.Адамень, В.Н.Письменов, 1995). Однако в сое содержатся ингибиторы пищеварительных ферментов - трипсина и химотрипсина (В.В.Саянова, Л.С.Павлова, А.И.Бронштейн, 1982), что приводит к их ингибированию при кормлении животных сырой соей (В.В.Мосолов, 1982).

Существуют различные способы подготовки (обработки) сои к скармливанию. Выбор метода обработки бобов диктуется конкретными экономическими возможностями и техническими условиями, имеющимися в хозяйствах.

Известен способ обработки кормов, в том числе и зерна сои, заключающийся в воздействии на зерно высоких температур (160-170°С) и создании резкого перепада давления (120-0,1 МПа) (авт. свид. СССР № 429794, 18.05.72 г., кл. А 23 К 1/00).

Однако данному способу присущи значительные энергозатраты, низкая производительность и невысокое качество обработки. Кроме того, снижается питательность белково-углеводного комплекса, так как образуются нерастворимые комплексы белков и сахаров плохоусваяемые животными.

Известен способ снижения содержания ингибиторов трипсина в семенах сои путем воздействия на них острым водяным паром, подаваемым под давлением в герметической емкости при давлении пара 0,1 МПа, температуре пара 121°С и продолжительности обработки 15 минут (Тез. докл. к Всесоюз. совещанию "Важнейшие проблемы увеличения производства растительного белка и развитие научных исследований в этой области", Краснодар, 1981. С.289).

Однако при обработке зерна по указанному способу степень разрушения ингибитора трипсина составляет всего 65%. Кроме того, при таком способе обработке происходит разрушение некоторых амиминокислот. Так лизин взаимодействует с сахарами и становится недоступен для ассимиляции в организме животных. Кроме того, этот способ обладает относительно высокой энергоемкостью.

Известен способ инактивации антипитательных веществ соевых бобов путем промывки цельных семян сои водой, замачивания в щелочном растворе со значением pH 8,3-8,5 до степени набухания 0,3-0,35, термическую обработку в поле токов СВЧ при градиенте температуры 7-9°С/мин до влажности 8-12% (пат. РФ № 2057464, 10.04.1996 г., кл. А 23 L 1/211, бюл. № 10).

Однако в известном способе инактивация достигается только для ингибитора трипсина, хотя в сое присутствуют кроме него фитин, гемаглютенины, которые также снижают питательную ценность сырья. Кроме того, замачивания без предварительной обработки дезинфицирующими веществами приводит к тому, что контаминированые микроорганизмами бобы поражаются, и качество сырья резко падает. Имеются сведения о низкой эффективности использования поле СВЧ токов для разрушения антипитательных веществ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий сырье предварительно обрабатывают нетоксичным дезинфицирующим веществом, например, медным купоросом, промывку водой цельных соевых бобов, их проращивание осуществляют в водном растворе солей в течение 5-7 суток при следующих соотношениях солей (г) на 100 л раствора:

нитрат калия - 54-58;

нитрат кальция - 58-62;

фосфат калия однозамещенный - 12-16;

сульфат магния - 22-24;

вода - остальное,

затем обрабатывают раствором пропионовой кислоты в концентрации 8-10%, термическую обработку до влажности бобов 8-12% при температуре 65-75°С (пат. РФ № 2220587, 10.01.2004 г., кл. А 23 К 1/14, бюл. № 1 - прототип).

Известные способы не позволяют получать семена сои с низким содержанием антипитательных веществ, без снижения питательной ценности, при низких затратах на приготовление обработанной сои и оптимальном времени процесса.

Техническим решением задачи является снижение содержания в готовом продукте антипитательных веществ без уменьшения питательной ценности, снижения материальных и трудозатрат для приготовления семян сои и снижение времени технологического процесса.

Поставленная задача достигается тем, что в способе обработки семян сои включает промывку водой семян сои, их выдерживание в водном растворе, обработку раствором пропионовой кислоты, термическую обработку до влажности бобов 8-12%, согласно изобретению сою проращивают в водном растворе католита, полученного катодной камере диафрагменного электролизера, воздействуя током 3,0-5,0 А в течение 10-15 мин до pH 9-11, в течение 3-5 суток, затем подвергают термообработке при температуре 55-65°С.

Заявленный способ обработки семян сои отличается уменьшением времени проращивания семян, иными параметрами рабочих растворов и температур обработки, что эффективно снижает содержания в семенах сои антипитательных веществ без уменьшения их питательной ценности при минимальных материальных и трудозатрат.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию "новизна".

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении патентной и научно-технической литературы в данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию "изобретательский уровень".

Способ обработки соевых бобов реализуется следующим образом.

Получение раствора католита. Раствор католита для обработки семян сои получали в диафрагменном электролизере. При этом в анодную и катодную его части наливали водопроводную воду. Время ее обработки постоянным электрическим током составляет 12 мин. Если время обработки будет менее 10 мин, то закисление не достигнет необходимого значения pH, при которой происходит интенсивная гидратация семян сои, и разрушение ингибиторов трипсина будет незначительно и время процесса проращивания увеличится. Если время обработки будет более 15 мин, то pH не поднимется, а энергозатраты сделают процесс экономически не эффективным.

Сила тока для получения качественного католита должна составлять 4 А. Если сила тока при обработке будет составлять менее 3 А, то ее будет недостаточно для защелачивания католита до необходимой величины и процесс гидролиза замедлится. Если сила тока для обработки будет более 5, то за счет увеличения сопротивления часть энергозатрат будут расходоваться на нагрев раствора, что увеличит расход тока, и уменьшает скорость увеличения pH.

Для раствора католита оптимальным является 10 ед pH. Если значение водородного показателя менее 9 ед., то это замедлит процесс гидратации, что увеличит время технологического процесса. Если pH раствора католита будет более 11 ед., то это приведет к замедлению процесса гидратации семян сои и увеличит время процесса, а кроме того, агрессивность среды будет приводить к порче оборудования.

Обработка семян сои. 1000 г семян сои промывают в течение 3 мин под проточной водопроводной водой и помещают в специальные невысокие разносы для размещения семян в один или два слоя, заливая водным раствором католита, таким образом, чтобы уровень раствора покрывал сою. Используемый раствор католита подобран таким образом по pH и электроактивированной активности, чтобы не только максимально увеличить скорость проникновения воды через оболочку семени, но и для быстрого запуска физиолого-биохимических механизмов связанных с прорастанием и частичной инактивации фитина и протеиназ. По мере необходимости раствор солей доливался. Проращивание прекращали при появлении у большинства бобов ростков длиной 1,5-2,0 см. В большинстве случаев это соответствовало 3-5 суткам в зависимости от сорта. Если время обработки будет менее 4 суток, то этого будет недостаточно, чтобы произошла физиолого-биохимическая перестройка ферментативных систем бобов сои, чтобы вызвать разрушение ингибиторов трипсина. Если время обработки будет более 3 суток, то существенного снижение ингибиторов трипсина происходить не будет, а время технологического процесса увеличится. Для того чтобы уровень ингибиторов трипсина находился на оптимальном, время обработки должно составлять 2,5 суток. Полученная соя промывалась под проточной водой и помещалась в раствор пропионовой кислоты на 3,5 часа, для того чтобы уровень лектинов соевых бобов находился на низком уровне.

Далее соевые бобы помещали в сушильный шкаф и сушили при температуре 55-65°С до влажности 8-12%. Если температура обработки будет менее 55°С, то этого будет недостаточно для эффективной сушки в оптимальные сроки, кроме того, этой температуры недостаточно для инактивации остаточного количества антипитательных веществ. Если температура сушки будет более 65°С, то высокие энергозатраты будут значительно увеличивать стоимость продукта. Кроме того, при высоких температурах будет происходить потери усвояемого животными лизина, а значит снижается питательная ценность белка сои. Поэтому оптимальной температурой сушки соевых бобов является температура 60°С, а конечная влажность семян сои составляет 11%.

В приведенном примере получения обработанных семян сои семена сои имеют повышенную питательную ценность при сниженных до допустимого уровня показателях содержания ингибиторов трипсина и уменьшении времени проращивания и температуры термической обработки.

В таблице приведены данные, характеризующие семена сои, обработанные предлагаемым способом, в сравнении с соей, не подвергшейся замачиванию в католите и нативной.

Таблица
№ №	Показатели	Без обработки	Обработка
			по прототипу	по предлагаемому способу
1	Время обработки, ч	-	104	96
2	Температура сушки, °С	-	70	60
3	Увеличение степени гидратации, %	-	100	111
3	Содержание белка, %	41,6	39,8	40,7
4	Переваримость белка, %	96,4	85,7	91,0
5	Активность уреазы, ед. рН	2,23	0,18	0,13

Как видно из таблицы при использовании обработки сои по предлагаемому способу значительно сокращает время замачивания, за счет более быстрого проникновения воды к зародышу, снижается содержание ингибиторов трипсина до безвредных величин 0,13 ед. pH, повысить переваримость белка. Кроме того, предлагаемая технология обработки семян сои позволит снизить энерго- и трудозатраты в связи со снижением температуры обработки и отсутствием необходимости готовить растворы солей для замачивания.