Общее описание рынка

Изолят соевого белка представляет собой продукт из бобов сои, при производстве которого из них удаляются практически все питательные вещества, кроме растительного белка.

Анализ мировой практики использования соевых бобов показывает, что существуют несколько крупных направлений их применения, а именно:

• Производство растительного масла, кормов.
• Производство продуктов питания как из самих бобов, так и с использованием продуктов их переработки в качестве ингредиентов для производства пищевой продукции.

Сегодня можно выделить следующие основные направления промышленной переработки сои:

• Переработка на масло и шрота или жмыхи на маслоэкстракционных и прессовых заводах.
• Производство пищевых соевых белков (соевая мука, текстурированные соевые белки, концентраты, изоляты).
• Производство традиционных соевых продуктов (соевое молоко, тофу и т. п.).

Объемы переработки сои в этих направлениях значительно различаются:

• В рамках первого направления (масло, шрот и жмых) ежегодно перерабатывается более 80% от общего производства соевых бобов.
• На второе направление (соевые белки) используется менее 5% всего объема получаемых шротов.
• Третьим направлением используется менее 10% из общего объема производимых соевых семян.
• Оставшаяся часть идет на семена, переходящие запасы и другие цели.

Технологии производства концентрированных соевых белков из соевого шрота стали развиваться в XX веке. Однако из всего объема получаемых шротов, как уже было отмечено, до сих пор на переработку на пищевые белки (белковые препараты, высокобелковые компоненты) используется менее 5% соевых бобов.

В целом же, рынок соевого  белка  является  одним  из  активно  развивающихся. По  мнению  аналитиков  Global  Industry  Analysts,  растительные  белки  все  больше замещают животные белки во многих продуктах питания. Она из ключевых причин этого замещения – более низкая цена по сравнению с животными белками.

.

В соответствии с Методическими рекомендациями МР 2.3.1.24.32–08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» потребности населения в белке в зависимости от пола, возраста и физической активности составляют для взрослого населения 58–117 г / сут., для детей старше года 56–87 г/сут. Из общего количества белка доля полноценных белков должна составлять не менее 50% для взрослых и 60% для детей. Полноценными являются белки животного происхождения. Практически все растительные белки не являются полноценными, так как имеют дефицит различных незаменимых аминокислот и усваиваются лишь на 62–80%. Исключение составляют белки сои, которые имеют сбалансированный аминокислотный состав и усваиваются на 86–98% после соответствующей технологической обработки. Учитывая ограниченность ресурсов животных белков и способность растений к быстрому воспроизводству за счет фотосинтеза, можно сказать, что именно соя является наиболее важным реально существующим мировым резервом пищевого и кормового белка.

Российская, и мировая, тенденция состоит в том, что потребители и контролирующие органы стали обращать больше внимания на полноценность белковой составляющей пищевых продуктов. При этом потребление сои в странах бывшего СНГ, в том числе и в России, значительно меньше, чем в большинстве зарубежных стран. В странах бывшего СНГ исторически сложилось более устойчивое предпочтение подсолнечника, что обусловлено более высоким, чем в других масленичных культурах, процентом содержания масла.

В связи этим, на рынке РФ наряду с поддержкой развития соевой отрасли большое внимание уделяется развитию отрасли растительных белков в целов, где доминирующее положение занимают белки подсолнечника. Примером может слежить запуск программы «Протеин России», направленной на поддержку производств по выпуску растительных белков на основе подсолнечника.

Несмотря на это, участники соевого рынка прогнозируют существенный рост на рынке сои и соевых белков, в том числе изолятов, считают соевый бизнес потенциально прибыльным и перспективным.

Основные ассортиментные категории рынка соевого белка

Существует более 25 видов разных продуктов из сои, и каждый год этот список расширяется. Среди них можно выделить 4 вида, которые находятся в одной группе  с изолятами и являются разновидностями соевого белка:

1. Собственно изолированные соевые белки (изоляты): высокофункциональные, полностью очищенные от жира, углеводов и растительной клетчатки продукты, содержащие не менее 90% чистого белка в сухом веществе.
2. Концентрированные соевые белки (концентраты): соевые продукты, полученные после очистки соевой муки от жира и растворимых углеводов. Концентраты содержат до 70% белка и до 20% пищевых растительных волокон (клетчатки).
3. Соевая мука  – самая простая форма соевого белка, получаемая после помола обезжиренных соевых хлопьев. Она содержит до 50% белка, не очищена от водорастворимых углеводов.
4. Текстурированные продукты  – продукты, получаемые в процессе экструзии соевой муки и сухих компонентов. Текстурированные продукты могут иметь различную форму и размеры (хлопья, кусочки, шарики). Содержание белка обычно составляет до 50%.

Общее описание производителей

Традиционно производство соевых изолятов в мире сконцентрировано в нескольких странах – США, нескольких странах Западной Европы, Японии и Израиле (такие компании как Central Soya Company, ADM, Protein Technology International (PTI), Solbar Hatzor Ltd., Solae Company и др.). В начале 2000-х годов к ним активно начали присоединяться заводы в Китае и Индии.

Сегодня Китай – ключевой партнер РФ по импорту соевого изолята. За последние годы в Китае, ранее не имевшем глубокой переработки сои, были построены и введены в эксплуатацию 4 крупных завода по производству соевого изолята (Yuvang Group, Lin Shansong, Harbin HiTech, Guanczhow High Soya) и 4 завода по производству соевого концентрата (Ning Bo, Shandung Gushen, Shandung Sunway, завод во Внутренней Монголии), а также более 20 небольших предприятий по выпуску соевого изолята. В результате этого китайские пищевые соевые белки сегодня доминируют на мировом рынке.

В настоящее время стремительное развитие получили функциональные концентраты, которые в основном производят из концентратов, полученных методом спиртовой экстракции с последующей физической модификацией. Более высокий выход концентратов (48%) из исходного сырья по сравнению с выходом изолятов (26%) при сравнимых функциональных характеристиках позволяет формировать уровень цен на функциональные концентраты ниже, чем на изоляты.

Ежегодно появляются новые марки соевых белков с улучшенными функционально-технологическими свойствами, и расширяется ассортимент продуктов питания, в которых используются соевые белки. 

Хотя употребление сои в пищу известно уже несколько тысячелетий, в основном оно приходилось на продукты из полножирной сои – соевое молоко, тофу, темпе и т. д. Только в XX в. стали развиваться технологии производства концентрированных соевых белков. В начале века появилась соевая мука, которую получали из целых семян, прессовых жмыхов, а позднее из обезжиренных соевых шротов. Сильный бобовый привкус ограничивал рост рынка соевой муки, поэтому значительные усилия были предприняты для разработки технологий дезодорирования.

Широкое развитие технологий производства соевых белков появилось только после разработки технологии экстракции масла растворителем. В 1937 г. появились технические соевые изоляты, которые использовали как связующие для пигментов в бумажных покрытиях и «пенное одеяло» при тушении пожаров. В 50-х годах появились концентраты, которые были восприняты как промежуточные ингредиенты между мукой и изолятами.

Традиционные направления переработки сои, связанные с получением кормовых добавок на основе соевых бобов, а также тостированного соевого шрота на экстракционных предприятиях, на сегодняшний день достаточно широко представлены в России. В то же время в России до сих пор практически отсутствуют производства по глубокой переработке сои, к которым относятся производство соевого концентрата, соевого изолята и нетостированной энзимоактивной соевой муки. Сегодня весь объем производимых в России соевых изолятов реализуется на внутреннем рынке РФ. 

В целом в мире на сегодняшний день все более заметен дефицит соевых белков. 

Технологические аспекты рынка

В большинстве промышленно развитых стран (США, Японии, Бельгии, Нидерландах и др.) уже накоплен практический опыт по переработке сои с получением соевых белков и разнообразного ассортимента высококачественных пищевых продуктов на их основе. Как правило, эти производства работают по экологически чистой безотходной технологии, выпуская помимо пищевых высококонцентрированных белков также высококачественные корма и биологически активные препараты.

Особое внимание к белкам сои со стороны иностранных производителей обусловлено следующими факторами:

• Доступность сырья.
• Уникальный химический состав семян сои, обеспечивающий рентабельность промышленной переработки.
• Высокая биологическая и пищевая ценность и хорошие функциональные свойства соевых белковых продуктов.
• Большой исторический опыт использования продуктов переработки сои в питании.

Современные технологии получения белковых продуктов из растительного сырья строятся на двух основных технологических подходах:

• Глубокое фракционирование макронутриентов сырья с максимизацией выхода белков, их очистка, концентрированно 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.

Но при этом при производстве одного вида продукта технологии и оборудование у разных производителей отличаются, что обусловливает небольшие отличия продуктов.

Обычно пищевые соевые белки производят на отдельных технологических линиях, а не на тех же линиях, которые используются для производства масла и кормовых шротов, когда из недостаточно качественных соевых семян в процессе экстракции получают кормовой шрот. Некоторые производители промывают сою для удаления грязи и маленьких камешков.

До настоящего времени большинство соевых белковых продуктов в мире производят из белого лепестка (белый лепесток – это обезжиренный гексаном лепесток, полученный из пищевых сортов очищенных от оболочки соевых семян).

Для производства лепестка с высоким значением PDI / NSI обычно используют систему отгонки растворителя в газовой трубе (флеш) или в перегретых парах растворителя, которую называют «системой получения белого лепестка».

В России соевый шрот на заводах получают в основном по схеме форпрессование-экстракция, когда на прессах производят предварительный съем масла перед экстракцией. Отгонку растворителя из шрота ведут на тостерах-испарителях чанного типа. Продукты экстракции имеют NSI 50 и ниже вследствие денатурации соевого белка под действием влаги и высоких температур. По этим схемам на имеющемся оборудовании в России можно получить только тестированный соевый шрот и из него только тестированную соевую муку.

В настоящее время на территории РФ действует ГОСТ на шрот соевый пищевой, применяемый для производства пищевой соевой муки - ГОСТ 8056-96 «Шрот соевый пищевой. Технические условия». Всероссийскийнаучно-исследовательский институт жиров разработал специальные требования к соевому шроту для получения концентратов и изолятов соевых белков.

Производство изолятов соевых белков

Существует несколько технологических процессов получения изолятов соевых белков. Более предпочтительны технологии, которые основаны на дальнейшей переработке шрота, получаемого после экстракции масла из семян. При этом качество получаемых изолятов оптимально и соответствует ожиданиям потребителей.

Большинство изолятов, поступающих на рынок, производят экстракцией, осаждением и нейтрализацией, проводимыми при заданных значениях рН, и последующей распылительной сушкой полученного продукта. Затем они могут быть обогащены кальцием, если предназначены для использования в качестве заменителя молочных продуктов. Их можно гранулировать, чтобы увеличить плотность, либо лецитинировать для улучшения диспергируемости.

Процесс производства изолятов соевого белка

 

Основные технологии производства соевого изолята:

1. Традиционные технологии.
2. Ультрафильтрация и обратный осмос.
3. Мембранные технологии.

В традиционных технологиях нерастворимый остаток шрота промывают дважды, чтобы увеличить выход протеина. Для производства изолятов чаще используют деионизированную технологическую воду вместо типовой «жесткой» или щелочной воды. Иногда целью является получение изолята, имеющего растворимость при определенных значениях рН, а не просто оптимизация суммарного выхода белка. В этих случаях один продукт выделяют при заданных значениях, а другой продукт – при pH изоэлектрической точки белков.

Другими способами получения, основанными на разнице в молекулярных массах, являются ультрафильтрация (УФ) и обратный осмос (00). УФ обычно используют для удержания на фильтре или, наоборот, пропускания через фильтр молекул в соответствии с размером выбранных пор, а 00 применяют для обезвоживания и концентрирования.

О практике использования мембранных технологий для производства соевых белковых концентратов и изолятов в США практически нет публикаций, сообщается только об их применении в Японии и Европе.

Функциональные свойства соевых концентратов и изолятов могут быть модифицированы перед окончательной сушкой продукта путем подведения рН натриевой или кальциевой щелочью и применением механических нагрузок, химической модификацией боковых групп белка, а также с использованием гидролиза протеолитическими ферментами.

Под физическими способами подразумевается нагрев и / или мягкая щелочная обработка, в результате которой происходят структурные изменения во вторичной и в третичной структуре белка без разрыва ковалентных связей. Такие физические изменения могут быть охарактеризованы как денатурация белка. Денатурация в щелочной зоне рН приводит к диссоциации и раскручиванию спирали с образованием вязких растворов или гелей в зависимости от концентрации белка в растворе. Щелочные условия могут приводить также к разрыву дисульфидных связей

Химические способы предполагают модификацию боковых групп белка путем ацилирования, фосфорилирования, диамидирования для улучшения функциональных характеристик. Более изучен способ модификации ацилированием с использованием ангидрида уксусной кислоты. Эти процессы пока используют только в фундаментальных научных исследованиях.

Промежуток процесса между стадией экстракции белка и его сушкой представляет прекрасные возможности для проведения ферментативной модификации.

В последние годы особое внимание уделяется разработке и внедрению экологически безопасных технологий переработки сои. Много работ проводится в области процессов водной экстракции масла и белка с отсутствием органических растворителей, а также в области механических способов извлечения масла с последующим выделением белков.

Ежегодно появляются новые марки соевых белков с улучшенными функционально - технологическими свойствами, и расширяется ассортимент продуктов питания, в которых используются соевые белки.

Сферы применения соевых изолятов

Соевые изоляты не имеют вкуса и запаха. Питательная ценность и физические свойства делают этот продукт идеальным ингредиентом для пищевой продукции. Изолят производят по современной технологии из отборных экологически чистых и генетически немодифицированных очищенных соевых бобов. Этот продукт является эмульгатором и стабилизаторам мясных систем, обладает высокой водосвязывающей способностью, хорошо диспергирует и адсорбирует жир, легко формирует белковую сеть, улучшает структуру продукта.

Соевые изоляты пименяются для приготовления вареных, полукопченых колбас, сосисок, сарделек, ветчинных изделий, паштетов, полуфабрикатов, различных эмульсий, детского питания и т.д. В России сегодня это основныой сектор, где используются соевые изоляты.

Соевые изоляты также используются в молочной и кондитерской промышленности. Изоляты позволяют увеличивать сроки хранения продуктов, повышают стабильность качества продуктов, обеспечиают получение нужной консистенции, создают гикую рецептуру. Кроме того, использование соевых изолятов позволяет производителям продуктов выровнять сезонные колебания поставок молока.

Еще одной сферой применения является спортивное питание. Прежде всего продукт используется спортсменами, стремящимися увеличить мышечную массу. Нередко изолят применяется и при низкоуглеводной диете.

Смежной сферой применения является применение изолята в качестве БАДа. Он рекомендован в качестве действенного средства для здоровья ногтей, связок и суставов, восстановления волос.

Сферы применения соевых белков и протеинов в целом

Сферы применения изолята соевого белка во многом совпадает со сферами применения соевых белков в широком понимании.

• Мясная промышленность.
• Молочная промышленность (соевое молоко, добавки к сухому обезжиренному молоку, добавки в сыры и т.д.).
• Хлебобулочная промышленность (специальные виды хлеба, пирожные и смеси для пирожных, специальные хлебцы, крекеры, печенье и др.)
• Напитки.
• Детское питание.
• Основа для супов, каш, продуктов быстрого приготовления, макаронных изделий.
• Диетическое питание, в т.ч. спортивное питание, питание для пожилых людей, послеоперационное питание.
• Морские продукты. В последние несколько лет текстурированные соевые протеины стали использоваться в виде добавок к рыбным продуктам. Одним из примеров является использование гидратированного текстурированного продукта в смеси с рыбным фаршем или мелко измельчееной рыбой, а также в качестве основообразующего материала.

В Восточных странах с низким производством мясо-молочных продуктов соя имеет важное значение как источник протеина. Кроме того, продукты с содержанием сои традиционно используются в данных странах на протяжении столетий и имеют определенные преимущества при приготовлении. Наиболее показательным примером продуктов данной категории является тофу, который становится все более популярным и в западных странах. Обычно тофу, - это высокогидрированный, желеобразный продукт, содержащий около 88 % воды и иногда имеющий сходство с творогом. При современных возможностях производства разрабатываются также и другие формы (например, сухой тофу).

Соевая мука используется в различных видах конфет. Карамели и мягкие конфеты с содержанием соевой муки имеют лучшие процессорные характеристики, а также являются менее липкими, что важно для высокоскоростных оберточных машин. В мягких конфетах соевая мука уменьшает скорость гидратации, предотвращая кристаллизацию сахара.

Частично гидролизованные соевые протеины (альбумины) используются для производства нуги, кремов, бизе, мягких конфет и аналогичного типа изделий, а также для приготовления сахарной глазури. Аэрация данных продуктов достигается использованием гидролизованного соевого протеина.

Соевые текстурированные ингредиенты могут использоваться в замороженных продуктах, добавках для салатов, наполнителях пиццы, улучшая тестуру и вкус продукта.

Соевый белок также используется в других целях: для производства косметики, чернил, искусственной кожи, красок, бумажного покрытия, пестицидов и фунгицидов, пластмасс, полиэстера и текстильных волокон.