О том, как сэкономить на утилизации продукции переработки сои путем применения соевой сыворотки в производстве функциональных продуктов, рассказала sfera.fm Анна Кульминская, к. б. н., заведующая лаборатории биотехнологий ОМРБ НИЦ «Курчатовский Институт» — ПИЯФ, спикер конференции «Мировая Соя».
Соевые бобы, мировое производство которых составляет около 400 миллионов тонн в год, являются одной из самых распространенных культур в мире и одним из самых популярных источников растительного белка. Их потребляют во всем мире как в сыром виде, так и перерабатывая в различные продукты: соевое молоко, соевый соус, тофу и мисо. Основными побочными продуктами соевой промышленности являются соевая сыворотка и соевая пульпа (окара).
Соевая сыворотка — это сточные воды, образующиеся при замачивании и кипячении соевых бобов или во время слива творога из тофу и производства изолята соевого белка. Этот побочный продукт соевого производства содержит значительное количество белков, простых сахаров, олигосахаридов, минералов и изофлавонов сои.
В мировой переработке сои производится огромное количество соевой сыворотки. Так, из каждого килограмма произведенного тофу получается примерно 9 кг соевой сыворотки. К сожалению, этот побочный продукт имеет заметно ограниченный срок хранения (приблизительно 1 день) из-за повышенного содержания разнообразных питательных веществ, и его утилизация остается сложной задачей.
Для того, чтобы не происходило сбрасывания соевой сыворотки в сточные воды после ее образования, в настоящее время активно разрабатываются пути ее переработки. Современные исследователи предлагают два основных пути превращения соевой сыворотки в продукты повышенной стоимости. Физические методы валоризации соевой сыворотки, в основном, сосредоточены на извлечении отдельных макро- и микроэлементов. Микробиологические/ферментативные методы (биотрансформация), напротив, увеличивают потенциал использования всего объема сырья в качестве среды для производства новых материалов и пищевых и непищевых продуктов.
Самым очевидным способом использования соевой сыворотки является ее применение в качестве дешевой питательной среды для культивирования мицелиальных и съедобных грибов, бактерий, дрожжей и даже микроводорослей. Рассмотрим некоторые примеры успешного применения соевой сыворотки в питательных средах для создания пищевых и непищевых продуктов.
- Из мицелия съедобного и лекарственного гриба Hericium erinaceus, успешно выращиваемого в соевой сыворотке, выделяют эндополисахариды с сильными антиоксидантные свойствами, доказанными в экспериментах in vitro, и мощным гепатозащитным действием, проверенным in vivo с использованием мышей.
- При микробном производстве лимонной кислоты используется крахмалсодержащее сырье в качестве основного ингредиента питательной среды для культивирования мицелиального гриба-продуцента Aspergillus niger. Производителями по всему миру предпринимаются значительные усилия по удешевлению этого биотехнологического процесса и одним из эффективных решений оказалось использование соевой сыворотки с добавлением 10% сахарозы.
- Выращивание зеленых микроводорослей Chlorella pyrenoidosa в соевой сыворотке также служит более дешевой и лучшей альтернативой эффективному культивированию водорослей для производства белковых добавок.
- Соевая сыворотка может быть использована для размножения молочнокислых бактерий: при добавлении различных источников азота — для выращивания пробиотиков Lactobacillus acidophilus и L. plantarum; а также в производстве закваски молочнокислой бактерии L. paracasei для ферментации капусты. Последний метод представляет собой альтернативу традиционному брожению при квашении капусты, где обычно практикуется естественное брожение. В процессе роста Lactococcus lactis subsp. lactis ученые успешно заменили дорогие ингредиенты в традиционной питательной среде соевой сывороткой для получения бактериоцина низина.
В Китае, помимо использования заквасок, соевая сыворотка от производства тофу подвергается естественной ферментации для получения кислой суспензии, которую можно повторно применять при коагуляции соевого молока для создания тофу. Использование кислой суспензии в качестве коагулянта тофу восходит к нескольким векам назад, и тофу, приготовленный из этой кислой суспензии, считается более приемлемым по сравнению с тофу, приготовленным с минеральными солями.
- Соевую сыворотку, как основу, можно использовать для производства алкогольных напитков, добавив винные дрожжи. При этом процесс ферментации не только изменяет вкус сыворотки тофу, но и усиливает антиоксидантные свойства напитка за счет гидролиза изофлавоновых глюкозидов в изофлавоновые агликоны.
- Ферментация чайного гриба (комбучи) повышает антиоксидантную способность соевой сыворотки и придает напитку антимикробную активность в отношении нескольких патогенных бактерий.
Последнее десятилетие активно развиваются технологии с использованием микроорганизмов для стабилизации почвогрунтов посредством индукции ими минералообразования карбоната кальция. Одним из лимитирующих факторов для внедрения этой инновационной технологии в гражданское строительство является дороговизна питательной среды для внесения бактерий в почву. Недавно ученые выяснили, что и здесь соевая сыворотка может послужить отличной альтернативой в качестве питательной среды и существенно удешевить процесс.
Суммируя вышесказанное, мы видим, что современные исследования предлагают производителям тофу и соевого белкового изолята немало потенциальных решений для повторного использования соевой сыворотки.
Анна Кульминская, к. б. н., руководитель Курчатовского геномного центра — ПИЯФ, заведующая лаборатории биотехнологий ОМРБ НИЦ «Курчатовский Институт» — ПИЯФ, спикер конференции Мировая Соя для sfera.fm
