Соя

Соя (лат. Glycine) — род растений семейства Бобовые. Родиной сои является Восточная Азия.
Семена культурной сои, иногда называемые «соевыми бобами» (от англ. soya bean, soybean) — широко распространённый продукт питания, известный ещё в третьем тысячелетии до н. э. Сою часто называют «чудо-растением» — отчасти благодаря сравнительно высокой урожайности и высокому содержанию растительного белка во многом аналогичном животному, в среднем составляющего около 40 % от массы семени, а у отдельных сортов достигающего 48—50 %. В связи с этим соя часто используется как недорогой и эффективный заменитель мяса, причем не только людьми с небольшим достатком, но и просто следующим диете с ограниченным употреблением мяса (например вегетарианцами). Так же входит в состав некоторых кормов для животных.

Культурная соя широко возделывается в Азии, Южной Европе, Северной и Южной Америке, Центральной и Южной Африке, Австралии, на островах Тихого и Индийского океанов на широтах от экватора до 55—60°.

Название

Русское слово «соя» было заимствовано из романских или германских языков, в которых она звучит как soy/soya/soja. В свою очередь, по общепринятой версии, там оно появилось от японского слова «сё:ю» (醤油, しょうゆ), означающего соевый соус.

Ботаническиеи биологические особенности сои

Соя относится к семействубобовых — Leguminosae, подсемейству мотыльковых — Papilionatae, роду глицине — Glycine L., виду — соя культурная — Glycine hispida. Это однолетнее растение с периодом вегетации от 70 до 250 дней. Стебель крепкий,прямостоячий, сильно ветвится и образует куст высотой до 1,0-1,5 м. Корневая система стержневая, пронизывающая толщу почвы до полутора метров, но основная масса корней обычно находится в пахотном слое. При оптимальных условиях всходы появляются через 5-7 дней с вынесением семядолей на поверхность почвы, затем формируется два примордиальных и через 6-7 дней первый настоящий тройчатый лист. Листья сои сложные, они имеют прилистники и состоят из листочков. Форма листовых пластинок может быть широкояйцевидной, овально-заостренной, клиновидной. Пластинки листа бывают гладкой и морщинистой, мягкой и грубой, светлой и темно-зеленой.

Все части растения сои, кроме семени и венчика цветка, покрыты густыми жесткими волосками белого и рыжего цвета разных оттенков. В тоже время есть сорта с сильно опушенными и почти голыми бобами. Некоторые сорта в Японии вообще лишены опушения. Малоопущенные растения в большинстве менее стойки к болезням ивредителям.

Цветки сои светло-фиолетовые или белые, мелкие, собраны в короткие малоцветковыеили длинные многоцветковые кисти. Длина цветка 6-7 мм . Цветок имеет трубчатую чашечку, оканчивающуюся пятью неравными чашелистиками, наибольший из них — передний, следующие по величине — два боковых и самые маленькие — задние наклонные. Чашечка неопадающая, она сохраняется на спелом бобе, но быстро увядает. Венчик состоит из пяти отдельных лепестков. Самый большой из них (флаг или парус) считается задним, два следующих по величине (крылья) — боковыми и два лепестка лодочки — передними. У сои лепестки лодочки несрастаются, как у других бобовых. Десять тычинок сначала разделены, но незадолго до цветения нити девяти из них начинают срастаться за счет развития базальной части и только задняячасть остается свободной.

Невзрачные цветки сидят по 1-2 на очень коротких цветоножках в пазухах листьев кистями. Для сои характерны значительное опадение цветков (14-90%), а также абортивность бобов и семян (до 40%), приводящие к резкому снижению урожая. Опадение бобов наблюдается при сильной засухе, недостатке некоторых элементов питания и продолжительном световом дне. Плод сои состоит из одного плодолистика, который образует боб. Бобы сои прямые, слабоизогнутые и серповидные длинойот 2-2,5 до 6-8 см, содержат от 1 до 5 семян, чаще 2-3 семени. Семена имеют различную величину, форму и окраску оболочки и рубчика. В зависимости от сорта семена по цвету бывают желтые, зеленые, бурые, коричневые, редко черного цвета, а также могут быть пигментированные. Пигментация не влияет на другие морфологические признаки семян и неявляются особенностью сорта. Сорта сои с темноокрашенными семенами легче переносят пониженные температуры, чем со светлоокрашенными. Поэтому сорта с темными семенами можно высевать раньше светлоокрашенных семян. Причем они дают дружные всходы и формируют более высокие урожаи. У растений современных сортов высота прикрепления нижнего боба от поверхности почвы составляет 10-14 см и более. В  загущенных посевах высота прикрепления нижних бобов увеличивается. Бобы слаборастрескивающиеся. Масса 1000 семян колеблется от 45 до 425 г., у большинства сортов, возделываемых в производстве, от 100 до 250 г. Корневая система состоит из главного корня и большого количества боковых, на которых и образуется значительное количество клубеньков.

Одомашнивание и история распространения сои

Соя является одним из самых древних культурных растений. История возделывания этой культуры исчисляется, по меньшей мере, пятью тысячами лет. Рисунки сои в Китае были обнаружены на камнях, костях и черепашьих панцирях. О возделывании сои упоминается в самой ранней китайской литературе, относящейся к периоду 3—4 тысячи лет до нашей эры. Известный древний учёный Китая Мин-и писал, что основатель Китая император Хуан-ди (по другим сведениям, Шэньнун (Shen-Nung)), живший около 4320 лет тому назад, учил народ заниматься посевом пяти культур: риса, пшеницы, чумизы, проса и сои. По мнению одного из крупнейших специалистов по сое в СССР В. Б. Енкена соя как культурное растение сформировалась в глубокой древности, не менее 6—7 тысяч лет тому назад.

В то же время, отсутствие остатков этого растения среди неолитических находок других культур (риса, чумизы) на территории Китая, а также полулегендарная личность императора Шэньнуна вызвали сомнение у других учёных в точности датировки возраста культурной сои. Так Хаймовиц (Hymowitz, 1970), ссылаясь на работы китайских исследователей, сделал вывод, что существующие документированные сведения о доместикации сои в Китае относятся к периоду не ранее XI века до нашей эры.

Следующей страной, где соя была введена в культуру и получила статус важного пищевого растения, стала Корея. На Японские острова первые образцы сои попали позже, в период 500 г. до н. э. — 400 г. н. э. С того времени в Японии стали формироваться местные ландрасы. Считается, что соя в Японию попала из Кореи, поскольку древние корейские государства длительное время колонизировали Японские острова. Этот тезис подтверждает полная идентичность форм сои Кореи и Японии.

Европейским учёным соя стала известна после того, как германский натуралист Э. Кемпфер посетил в 1691 г. Восток и описал сою в своей книге «Amoentitatum Exoticarum Politico-Physico-Medicarum», изданной в 1712 г. В знаменитой книге К. Линнея «Species Plantarum», изданной первым изданием в 1753 г., соя упоминается под двумя названиями — Phaseolus max Lin. и Dolychos soja Lin. Затем в 1794 г. немецкий ботаник К. Мёнх повторно открыл сою и описал её под названием Soja hispida Moench. В Европу соя проникла через Францию в 1740 г., однако возделываться там стала лишь с 1885 г. В 1790 г. соя впервые была ввезена в Англию.

Первые исследования сои в США были проведены в 1804 г. в штате Пенсильвания и в 1829 г. в штате Массачусетс. К 1890 г. большинство опытных учреждений этой страны уже ставили опыты с соей. В 1898 г. в США было завезено большое количество сортообразцов сои из Азии и Европы, после чего началась целенаправленная селекция и промышленное выращивание этой культуры. В 1907 г. площади под соей в США уже составляли около 20 тыс. га. В начале 30-х годов XX века площади под соей в этой стране превысили 1 млн га.

По мнению дальневосточного учёного-селекционера В. А. Золотницкого (1962), первым в СССР начавшего научную селекцию сои, приоритет в исследованиях дикой и культурной сои принадлежит русским учёным и путешественникам. Первые отечественные упоминания о сое относятся к экспедиции В. Пояркова в Охотское море в 1643—1646 гг., который встретил посевы сои по среднему течению Амура у местного маньчжуро-тунгусского населения. Записки Пояркова вскоре были изданы в Голландии и стали известны в Европе почти на столетие раньше Кемпфера. Следующее отечественное архивное упоминание об этой культуре датируется уже 1741 г. Однако практический интерес к этой культуре в России появился только после Всемирной выставки в Вене в 1873 г., где экспонировались более 20 сортов сои из Азии и Африки.

В 1873 г. русский ботаник Максимович почти в тех же местах встретил и описал сою под названием Glycine hispida Maxim., которое прочно укоренилось на целое столетие как в России, (затем и в СССР), так и в мире.

Первые опытные посевы в России были произведены в 1877 г. на землях Таврической и Херсонской губерний. Первые селекционные работы в России были начаты в период 1912—1918 гг. на Амурском опытном поле. Однако известные события 1917—1919 гг. в России привели к потере опытной популяции. Начало восстановления амурской жёлтой популяции сои, но уже несколько иного фенотипа относится к 1923—1924 гг. В результате непрерывного отбора на выравненность был создан первый отечественный сорт сои под названием Амурская жёлтая популяция, который возделывался в производстве до 1934 г.

По мнению селекционеров той эпохи, началом массового внедрения и распространения сои в России следует считать 1924—1927 гг. (Енкен, 1959; Золотницкий, 1962; Элентух, Ващенко, 1971). Тогда же соя стала возделываться в Краснодарском и Ставропольском краях, а также в Ростовской области.

Особенности выращивания сои

Требования к теплу.
Соя — теплолюбивое рас­тение. Оптимальная температура для появления всходов 12-14 °С, для роста 21-23 °С, созревания 24-26 °С.

Сумма активных температур, необходимая для созревания скороспелых сор­тов, не менее 1700  °С, среднеспелых 3000 °С, позднеспелых около 3500 °С.

Всходы сои хорошо переносят кратковременные заморозки (до -4 ?С).

Требования к влаге.
Соя — сравнительно засухоустойчивая культура. Критичес­кий период в водопотреблении приходится на цветение, образование и рост бобов. В эти фазы развития особенно опасна воздушная засуха, которая может вызвать час­тичное или полное опадение генеративных органов. По этой причине для возделы­вания сои в районах с жарким и сухим климатом необходимо орошение.

При избытке воды в почве затрудняется дыхание корней и клубеньков, наблю­дается их гибель, в результате нарушается поступление питательных веществ в растения и снижается продуктивность.

Оптимальной влажностью почвы для сои является влажность, соответствую­щая 65-80 % ППВ.

Требования к свету.
Соя — культура короткого дня, продолжительность веге­тационного периода у нее возрастает при продвижении на север, однако, в настоя­щее время имеются сорта и формы, адаптированные к длинному дню.

Требования к почве.
Лучше всего соя растет на почвах, с реакцией почвенного раствора, близкой к нейтральной (рН 6,5-7,5) с глубоким рыхлым пахотным гори­зонтом. На кислых, переуплотненных почвах резко падает активность азотфиксации, нарушается процесс минерального питания растений, снижается урожайность.

Продукты переработки соевых бобов

Высокую питательность соя приобретает только после обработки, в процессе которой разрушаются содержащиеся в ней антипитательные вещества (соин, уреаза, липоксидаза и др.) которые замедляют действия ферментов, расширяющих белки.

Основные продукты переработки соевых бобов – это соевое масло и соевый шрот, на долю которых приходится около 80% от общего производства соевых бобов в мире и в Украине.

Соевое масло является хорошим источником эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот омега-3 и омега-6 ряда, представленных линоленовой кислотой (в среднем 7%) и линолевой кислотой (в среднем 50%). Кроме того, в состав липидной фракции соевых семян входят такие биологически ценные компоненты, как токоферолы, фитостеролы, фосфолипиды и ряд других веществ. В процессе получения пищевого соевого масла многие из этих физиологически важных веществ теряются. Поэтому, поиск технологических приёмов, позволяющих максимально сохранить полезные компоненты липидов растительного сырья, и при этом получить устойчивое к окислению масло с высокими потребительскими характеристиками развивается. При выработке соевого масла в качестве отходов остается соевый шрот, который либо подвергается дальнейшей переработке, либо идет на корм скоту в составе комбикормов или добавки к основному корму животных.

Соевый шрот – представляет  собой расплющенные «лепестки» зерен. В соевом шроте помимо протеина и аминокислот, содержится богатый набор минеральных веществ, таких, как кальций, фосфор, железо, марганец, цинк и др. По общему содержанию белков и их биологической ценности соевый шрот является самым качественным растительным сырьем для производства комбикормов. Добавлять соевый шрот в основной рацион (рекомендуемая норма ввода до 35%) можно любым животным и птице.

Значительное содержание протеина и энергии в шроте позволяет составлять высокопротеиновые и высоэнергетические рационы без применения дорогостоящих животных кормов.

Соевый жмых —  продукт переработки сои, который обладает всеми свойствами соевого шрота, однако масличность соевого жмыха больше.

Полножирная экструдированная соя (ПЭС) и тостированная соя – соевые бобы, подвергшиеся специальной обработке, используются для корма животных.

Одним из направлений переработки соевых бобов соевые продукты для питания человека, на данное направление около 10% из общего объема производимых соевых семян. В состав соевых продуктов входят легкоусвояемые белки, которые необходимы для роста и развития человека. Продукты из сои характеризуются высокими диетическими свойствами — их рекомендуют включать в питание при гастритах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, сахарном диабете. При аллергии у детей и взрослых на молочные животные продукты также следует включать в питание соевое молоко, а также при неусвояемости лактозы используют вместо сухого коровьего молока для приготовления напитков, каш, супов, сладких паст, майонезов, соусов, в кондитерских изделиях и т. д.

Одним из продуктов переработки соевых бобов для питания человека является соевое молоко. Соевое молоко — это сок из цельных зерен сои. Этот продукт имеет исключительные питательные свойства. В энергетическом соотношении он очень близок к коровьему молоку. Однако при низкой калорийности (всего 40 ккал на 100 г) соевое молоко богато легкоусвояемыми белками: 3,8 г / 100 г против 3,1 г / 100 г в коровьем. В соевом молоке присутствуют все аминокислоты, включая метионин. Соевое молоко характеризуется полным отсутствием лактозы. Липиды, присутствующие в этом напитке, представляют собой ненасыщенные жирные кислоты, из  которых большая часть – необходимые кислоты. Процентное содержание липидов в соевом молоке значительно выше, чем в полужирном коровьем. Значительное содержание основных жирных  аминокислот позволяет сделать питание более полноценным, улучшая соотношение между полиненасыщенными жирными кислотами и насыщенными жирными кислотами.

Из соевых бобов также изготавливают другие продукты, предназначенные для питания человека:

• Тофу — соевый сыр, наиболее полно используемый соевый продукт.
• Мясо соевое — готовят из обезжиренной соевой муки.
• Соус соевый — изготавливают путем добавления спор особых микроорганизмов к смеси жареных соевых бобов и пшеницы.
• Соевые бобы и ростки — используют как сухие бобы так и зеленые, ростки свежие.
• Окара — кашица из мякоти соевых бобов.
• Молоко соевое разливное.
• Молоко соевое сухое — порошок кремового цвета с приятным запахом ореха.
• Масло соевое — жидкое высокоусвояемое масло густого янтарного цвета.
• Темпех — это хорошо насыщающий и приятный на вкус продукт ферментированной сои.
• Соевая сырковая масса — готовится из соевого молока по типу приготовления тофу с добавлением сахара.
• Мука соевая — похожа на пшеничную муку, имеет нежный кремовый цвет и легкий ореховый запах.
• Мисо — паста из соевых бобов, подвергнутых ферментации.
• Натто — изготавливают из цельных приготовленных соевых бобов.

В XX веке стали развиваться технологии производства концентрированных соевых белков из соевого шрота. Однако из всего объема получаемых шротов пока еще менее 5% используется на переработку на пищевые белки (белковые препараты, высокобелковые компоненты),  основные из них это:

• Соевая мука.
• Концентраты.
• Изоляты.
• Текстурированные соевые белки.

Все белковые соевые препараты получили огромное распространение.

За исключением случаев применения соевых белков для специальных питательных целей (изготовление продуктов питания для новорожденных, специальных диетических продуктов и т.д.), они используются пищевой промышленностью, главным образом, из-за их функциональных свойств, позволяющих создавать стабильные жировые и водные эмульсии. Соевый белок способен «прилипать» к четырем твердым частицам и служить связующим веществом; в растворах он является диспергирующим и суспензирующим агентом. Связывая  несколько граммов воды на грамм белка, соевый белковый компонент обуславливает устойчивость эмульсий стабилизированных белком. При приготовлении исходной суспензии белкового препарата соотношение сухой препарат : вода (или раствор хлорида натрия с концентрацией 2,5% и 5,0%) составляет 1:3- (обезжиренная соевая мука), 1:4 — (текстурированный соевый белок), 1:5 — (высокофункциональные концентраты и изоляты соевого белка).

Изоляты, концентраты и обезжиренная соевая мука различаются по содержанию протеина. Обезжиренная мука содержит 52-59 % сырого протеина в пересчете на сухое вещество, концентраты — 65-72 %, изоляты — 90-92 %.

Высокобелковые компоненты чаще всего используют для производства мясных изделий. Предлагаемые на рынке изоляты, текстураты, соевая мука имеют свои потребительские ниши.

Соевая мука — изготавливается путем размалывания и просева соевых лепестков как до, так и после отделения масла. В них обычно содержится от 40% до 54% белка, и она является наименее очищенной формой соевых белковых продуктов, потребляемых человеком. Соевая мука применяется в мясной (производство колбас), хлебопекарной промышленности и при изготовлении сухих хлопьев для завтраков путем добавки непосредственно в тесто. Добавка соевой муки в хлеб улучшает цвет корки, придавая ей золотистый («поджаренный») оттенок. Соевая мука применяется как экономический ингредиент для замены обезжиренного сухого молока и твердых веществ цельного молока. После обогащения лецитинами и жирами соевая мука способна заменить яйца в пекарной промышленности. Соевая мука может быть использована для производства круп. Крупы по составу совершенно аналогичны муке, но имеют больший размер частиц. Соевые крупы улучшают питательные свойства и структуру печенья, галет и специальных хлебных изделий. Они также могут использоваться в смесях с грубо помолотым мясом. Важной областью применения соевых муки и круп является производство продуктов питания для домашних животных.

Для мясопреработчиков интерес представляет полностью обезжиренная мука (т.е. содержание жира максимум 0,8-1,0%). Применение муки с большим количеством жира возможно только с высококачественным сырьем и с небольшой заменой. Обезжиренная мука используется при производстве вареных и полукопченых колбас, фаршевых консервов и паштетов с заменой до 25%, как функциональный компонент, вместо более дорогих соевых концентратов и изолятов.

Соевые белковые концентраты — изготавливаются из лущеных и обезжиренных соевых бобов путем удаления большей части растворимых в воде небелковых составляющих. При полной дегидратации они содержат не менее 65% белка. Существует три типа концентратов: традиционный, комбинированный и высокофункциональный.

Традиционные концентраты получают кислотной или водно-спиртовой экстракцией нежелательных компонентов из обезжиренной соевой муки или шрота. Комбинированные концентраты — это смесь соевого концентрата, вырабатываемого по традиционной технологии, с полисахаридами — загустителями (гуаровая мука). Введение загустителя в состав концентрата позволяет увеличить его водоудерживающую способность, не изменяя других функциональных свойств препарата. Высокофункциональные концентраты — получают в результате дополнительной гидротермической обработки традиционных соевых концентратов. Гидротермическая обработка приводит к модификации белка, повышает его растворимость и водоудерживающие свойства препарата в целом. По комплексу функциональных свойств высокофункциональные концентраты практически не уступают белковым изолятам. Применяются во всех видах мясных продуктов.

Соевый изолят — наиболее часто используемый соевый белок,  производится из лущеных и обезжиренных бобов путем удаления большинства небелковых элементов.

Изолированный соевый белок – универсальный, высокотехнологичный, очищенный от углеводов, растительной клетчатки и жира соевый продукт, содержащий не менее 92% белка в абсолютно сухом веществе. Он обладает низкой вязкостью, высокой растворимостью, хорошей жироэмульгирующей способностью и является одним из самых функциональных продуктов соевого белка на рынке. Современные методы экстракции, применяемые при производстве, обеспечивают соевому изоляту полное отсутствие специфического запаха и нейтральный вкус. Изолят характеризуется низким содержанием жира — 0,5% и золы-3,6%. Изолят отличается высоким количеством ионов кальция и магния, которое составляет соответственно 0,15% и 0,09%.  Изолят образует гомогенные гели, характеризующиеся вязкотекучей консистенцией без отделения несвязанной влаги. Термообработка геля, приготовленного из расчета 1:6, обеспечивает формирование его устойчивой структуры.Влагосвязывающая способность изолята соевого белка составляет 597%.

Наибольшее применение соевые изоляты и концентраты и соевая мука находят в пищевой промышленности в качестве частичной замены мясного сырья. Стоимость такой замены в 4 раза ниже стоимости жилованной (мышечная ткань без костей и жил) говядины, свинины или мяса птицы. Способ применения соевых белков зависит от технического состояния оборудования и вида вырабатываемой продукции.

Текстурированные соевые продукты — это специальные продукты, изготавливаемые из обезжиренной нетостированной соевой муки, концентратов или изолятов с целью имитации текстуры наиболее ценных видов пищевых продуктов.

Существующий способ их производства обеспечивает сохранение питательно-ценных веществ исходного соевого сырья и высокое гигиеническое качество продуктов. Их длительное хранение обеспечивается процессом сублимационной сушки на последней стадии их производства. После набухания в воде или других пищевых жидкостях (бульоне) они воссоздают текстуры соответствующих белковых продуктов в зависимости от гаммы вкусовых и ароматических добавок. В общем случае, благодаря высокой способности к восприятию широкой гаммы вкусов и ароматов в зависимости от приготовляемых блюд могут быть использованы в качестве самостоятельных блюд или в составе других традиционных продуктов питания.

ТСП имеют высокое содержание белков (50-70%) , которые, как уже упоминалось, по составу близки животным белкам, однако в отличие от мяса, они не содержат насыщенных жиров и холестерин, Также как и другие соевые продукты, ТСП ценятся и из-за содержания витаминов группы В и провитамина РР, являются богатым источником минеральных веществ, прежде всего магния и железа. Вот типовой состав (ТСП): содержание белков — не менее 52%, общей диетической клетчатки -21%, влажность не более — 9%, калорий (на 100 г) — 290. Содержание основных аминокислот ( на 100 г белка): лизин 6,2, треонин-4,1, лейцин -7,7. Существует два основных способа механического текстурирования соевых белков, хотя некоторые англомераты белков могут также образовывать текстуру при гидратации — это текстурированная мука и концентраты , получаемые с использованием экструдеров , а также «волокнистые» изоляты (которые по внешнему виду напоминают волокна мяса ) , полученные методом прядения

Мясная текстура у соевых текстуратов получается в результате образования прядей параллельных волокон, а в экструдированной соевой муке, концентратах и изолятах она создается благодаря многослойной структуре. Мясоподобная текстура экструдированных белков сразу пришлась по вкусу потребителям, о чем свидетельствует почти полное вытеснение волокнообразных продуктов с рынка. Используют текстураты как в качестве мясных наполнителей, так и в изделиях, в которых полностью отсутствует мясо. Текстурированные соевые продукты рекомендуются в повседневном питании всех слоев населения. Из-за превосходных диетических свойств, высокой питательности и ценовой доступности, они открывают широкие возможности по их применению. Текстурированные белки применяются в колбасах грубого измельчения, тушенке, полуфабрикатах. В общественном питании — как «соевое мясо».

Потенциал соевых белков в пищевой промышленности реализован еще не полностью.

Подробнее с рынком сои (производство, переработка, закупочные и экспортные цены, балансы спроса и предложения) Украины и мира Вы можете ознакомиться в он-ланй обзорах, периодических изданиях и исследованиях компании УкрАгроКонсалт.