Derivate.doc

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

Derivate proteice de origine vegetală utilizate în industria cărnii

017

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

Cuprins: 1. Rezumat şi cuvinte cheie 2. Clasificarea derivatelor proteice de origine vegetală utilzate în industria cărnii 3. Motivele pentru care se utilizează soia 4. Concentrate proteice din soia 5. Izolate proteice din soia 6. Texturate din soia 7. Glutenul 8. Derivate proteice utilizate în România 10. Bibliografie

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

1.Rezumat În industria cărnii, pe lângă materiile prime se folosesc şi o gamă largă de materii auxiliare, printe care şi derivatele proteice de origine vegetală. Din categoria acestor derivate fac parte următoarele: concentratele proteice din soia, izolatele proteice din soia, texturatele din soia şi glutenul. Acestea se adaugă în timpul proceselor de fabricaţie a preparatelor din carne cu următoarele scopuri: pentru a îmbunătăţi emulsionarea grăsimilor şi a stabiliza emulsia, pentru a mări capacitatea de hidratare şi reţinere a apei, pentru a mări valoarea nutritivă a produsului şi randamentul în produsul finit.

Cuvinte cheie: izolat, soia, derivat, proteină.

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

2. Clasificarea derivatelor proteice de origine vegetală utilizate în industria cărnii Derivatele proteice de origine vegetală utilizate în industria cărnii sunt: -glutenul; -concentratele proteice din soia; -izolatele proteice din soia; -texturatele de soia.

3. Motivele pentru care se utilizează soia Soia este considerată cea mai eficientă plantă, cel puţin din punct de vedere economic, fiind folosită în proporţie de 100%. În compoziţia acesteia intră grupurile de vitamine A, B (B1, B2, B3, B6), C, D, E, K, minerale (calciu, fier, fosfor, magneziu, potasiu, sodiu, sulf), aminoacizi esenţiali (valina, leucina, izoleucina, lizina) şi neesenţiali (acid aspartic, glutamic, arginina, tirozina), grăsimi (18-22%), substanţe proteice (34-39%), ceara, lecitina, glicogenul, celuloza, fibrele vegetale şi fitoestrogeni. Atunci când nu sunt folosite proceduri chimice pentru fabricare, fiind adoptată presarea, soia îşi păstrează proprietăţile. Spre deosebire de carne, echivalentul din soia nu conţine adrenalină şi hormoni, fiind asimilată mai uşor de organism. Soia este considerată cea mai utilă plantă din lume. La procesarea produselor din carne, proteina din soia este folosită ca substituient nutritiv şi funcţional pentru proteina materiei prime de origine animală Descoperirea izoflavonelor au dat naştere unor controverse referitoare la efectele concentratelor obţinute din soia. Este vorba de izoflavone cu rol benefic asupra organismului, atunci când nu depăşesc anumite doze. Izoflavonele din soia prezintă o absorbţie limitată atingând, la ingerare, un maxim de 0,5 mg/kg corp.

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

4. Concentratele proteice din soia Acestea sunt produse îmbogăţite în proteine putând conţine 75% proteine (faţă de substanţa uscată), recuperând aproape toată proteina din boabele de soia şi reţinând, de asemenea, o mare parte din fibra lor dietetică (20% din carbohidraţi insolubili) cu efect de gelifiere, ameliorând texura produselor din carne şi coferindu-le elasticitate, eliminând în acelaşi timp (prin îndepărtarea în procesul tehnologic) carbohidraţii solubili care dau boabelor din soia aroma lor nedorită. Concentratele conţin cantităţi importante de fibră alimentară (în timp ce izolaţii nu le conţin). Concentratele de proteină de soia conţin atât fibre insolubile cât şi fibre solubile şi pot fi o sursă bună de fibră alimentară. Se hidratează în proporţie de 1:3- 1:4 şi se utilizează în proporţie de maxim 2-3 kg/ 100 kg materie primă. Concentratele proteice de soia, obţinute prin extracţia glucidelor solubile în apă, mineralelor şi altor constituenţi minori şi inactivarea enzimelor producătoare de substanţe antiaromă şi a factorilor nutritivi, sunt produse care se diferenţiază după culoare, dimensiuni ale particulelor, absorbţia de apă şi de grăsimi. Concentratele se folosesc mai ales pentru capacitatea lor de a absorbi apa şi grăsimile şi pentru aportul mai mare de proteine comparativ cu făinurile de soia, în cazurile în care se folosesc în scopuri nutritive . Concentratele proteice sunt obţinute din făină degresată de soia, prin extracţia substanţelor glucide solubile, zaharidelor, substanţelor minerale şi a unor componente minore. Concentratele proteice de soia au valoare nutritivă înaltă şi eficienţă economică deosebită, bucurându-se de o gamă largă de utilizare. Dintre acestea: – SOTTEX – SolProMeat32 este important datorită valorii biologice şi nutritive ridicate şi datorită proprietăţilor funcţionale care îl recomandă: stabilizarea emulsiilor de apă şi oxigen, emulsificare, agent de legare şi absorbant al apei. Ca urmare a conţinutului bogat în tocoferol, previne alterarea grăsimilor;

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA – SOTTEX – SolProMeat3210, concentrat de soia funcţional, folosit ca aditiv întru îmbunătăţirea calităţilor fizico-chimice (elasticitate, textură) ale preparatelor din carne. Acest concentrat măreşte capacitatea de hidratare şi de reţinere a apei, ajungând la proporţia de 1:4. Totodată, îmbunătăţeşte capacitatea de emulsionare, de absorbţie a grăsimilor. La începutul anilor '90, cercetătorii români au realizat studii cu privire la administrarea de concentrate proteice din soia. Aceştia au administrat 1,5 g/kilogramcorp de concentrat proteic din soia multor sportivi (nu numai culturişti, ci şi din alte sporturi) timp de 8-16 săptămâni de antrenament intens. Concluzia a fost că sportivii incluşi în studii şi-au conservat forţa şi masa musculară sau au obţinut masa musculară suplimentară. Un alt studiu efectuat cu scopul urmăririi efectelor suplimentării cu proteină din soia la sportivii care se antrenează constant a fost prezentat la întâlnirea anuală a Societăţii Canadiene de Fiziologie Sportivă, în noiembrie 2001.Astfel, 48 de subiecţi cu vârsta între 18 şi 35 de ani au fost împărţiţi în mod arbitrar în trei grupe cărora le-a fost administrat zilnic câte o doză de 60 grame de proteină din soia, 60 grame de proteină din zer, iar ultima grupă, cea de control, a primit maltodextrină (un carbohidrat). Toţi subiecţii au urmat un program de 6 săptămâni de antrenamente cu greutăţi.Analizele efectuate înainte şi după acest studiu au arătat că subiecţii care au primit proteine din soia sau zer au înregistrat o creştere a masei musculare cu 3-5 % mai mult decât cei din grupa de control. Un aspect semnificativ al studiului a constat în faptul că nu s-a putut dovedi superioritatea proteinelor din zer faţă de cele din soia, sau invers în ceea ce priveşte dezvoltarea masei musculare şi diminuarea distrugerii masei deja existente. Proteina din soia conţine un procent crescut (35%) din aminoacizii glutamină, lizină şi alţii din categoria celor cu catenă ramificată, faţă de proteine animale de înaltă calitate, ca cele din zer, cazeină, ouă şi carne (de vacă). De asemenea, soia este bogată în arginină, un aminoacid cu implicaţii în procesele imune. Proteinele din soia conţin o cantitate destul de mică de metionină, un aminoacid esenţial, însă concentratele proteice din soia au fost ameliorate prin adăugare de metionină, ceea

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA ce i-a determinat pe unii cercetători să compare valoarea nutritivă a suplimentelor din soia cu cele obţinute din lapte şi ouă. Cele mai multe controverse privind efectele concentratelor obţinute din soia s-au născut pornind de la descoperirea izoflavonelor, în principal genisteina şi daidzeina. Aceste izoflavone au un rol benefic asupra organimsului uman, atunci cand nu depăşesc o anumită doză. Pricipalele efecte pozitive se referă la protecţia împotriva bolilor cardiovasculare şi la scăderea incidenţei câtorva tipuri de cancer, în special cancerul de sân şi cel de prostată. Deşi mecanismul protecţiei împotriva apariţiei cancerului implică mai multe aspecte ale metabolizării izoflavonelor, cei mai mulţi oameni de ştiinţă atribuie acest efect asemănării între structura izoflavonelor din soia şi cea a estrogenilor. Această similitudine permite izoflavonelor să dizlocuiască estrogenii de pe receptorii celulari, astfel blocându-le activitatea hormonală (mecanismul este similar cu cel al unor medicamente ca Nolvadex sau Tamoxifen care sunt utilizate de mulţi culturişti pentru a bloca conversia steroizilor anabolizanţi în estrogeni, proces care poate duce la feminizare, în principal manifestată prin ginecomastie). Studiile au arătat că un aport de până la 40 de miligrame de izoflavone din soia nu are nici un efect asupra nivelului de testosteron la bărbat şi nici nu creşte nivelul de estrogeni. Izofavonele din soia prezintă o absorbţie limitată, atingând atunci când sunt ingerate un maxim de 0,5 miligrame pe kilogramcorp. Deci se absorb doar 3050% din izoflavonele ingerate pe cale orală. În final, trebuie reţinut ca 1 gram de proteine din soia conţine în medie 2 până la 5 miligrame de izoflavone.

5. Izolatele proteice din soia Izolatele proteice de soia, elemente cu solubilitate ridicată, sunt folosite în unele aplicaţii din industria cărnii deoarece au bune proprietăţi de gelificare şi emulsifiere, constituind o emulsie stabilă. Izolatele proteice conţin cel puţin 90% proteine, raportat la substanţa uscată, fiind obţinute prin solubilizarea elementelor proteice cu soluţii alcaline, urmată de neutralizarea cu un acid. Considerată cea mai rafinată formă a derivatelor proteice, izolatele implică două etape principale, în obţinere:

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA 1.

Proteinele din făină de soia sau paietele sunt stabilizate, pentru a putea fi separate de compuşii insolubili (în special, poliglucide). Extractul obţinut este reprezentat de proteine solubile şi alţi constituenţi solubili (compuşi azotaţi neproteici, glucide solubile, polifenoli, săruri). 2. În etapa secundă, se produce concentrarea proteinelor (mai ales, purificarea acestora de elemente nedorite). Această etapă poate fi realizată pe două căi: a) precipitarea proteinelor la punctul izoelectic şi separarea lor prin centrifugare; după spălarea cu apă, izolatul poate fi uscat direct sau poate fi neutralizat înaintea uscării; b) ultrafiltrarea, situaţie în care moleculele neproteice trec prin membrane, retenatul fiind constituit din proteine trimise direct la uscare. Se utilizează în proporţie de 1,5-2% şi se hidratează în proporţie de 1:4- 1:5. Izolatele proteice de soia sunt obţinute prin separarea proteinelor din făina de soia degresată, urmată de neutralizarea acestora până la un pH de 6,5–7,0 şi aplicarea unor serii de tratamente în scopul conferirii anumitor caracteristici specifice Izolaţii pot ajunge la un înalt procent de proteină solubilă şi un profil aromatic slab. Nu conţin fibră alimentară şi sunt uneori bogaţi în sodiu, proprietăţi care pot limita utilizarea lor. Pentru a mări dispersabilitatea în saramurile de injectare, izolatele se supun unei hidrolize enzimatice parţiale, saramura cu izolat dispersabil fiind folosită la injectarea şuncilor, afumăturilor (de exemplu: Supro 590, Supro 595). Caracteristicile funcţionale cu aplicaţii în industria alimentară sunt: capacitatea de emulsionare, capacitatea de a forma geluri, capacitatea de reţinere a apei, proprietatea de a forma filme, proprietăţile de adeziune şi coeziune, şi proprietăţile de aerare.

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

6. Texturatele din soia Produsele texturate vin ca o proteină alternativă la carne, un aditiv alimentar optim al calităţii produselor finite, cu cerere şi rentabilitate economică sporită. La procesarea produselor din carne, proteina din soia este folosită ca substituent funcţional şi nutritiv pentru proteina animală. Se pot obţine din făinuri de soia sau din concentrate. Acestea se obţin pe două căi:  extrudare termoplastică (aproximativ 98% din totalul texturatelor)  filare (aproximativ 2% din totalul texturatelor). Se folosesc în proporţie de maxim 2% şi se hidratează în raport de 1:3. Produsele texturate se utilizează ca produse care imită carnea sau produsele din carne. Cele obţinute prin extrudare termoplastică se folosesc ca adaosuri în amestecurile de carne tocată destinată fabricării unor preparate din carne, conserve şi preparate culinare. Se introduc în amestecurile de carne după o prealabilă hidratare şi se folosesc în propoţie de maxim 2%. Produsele texturate prin extrudare pot fi folosite şi la obţinerea analohilor de carne, prin spălare şi amestecarea produsului hidratat cu substanţede legătură, condimente, grăsime, arome, coloranţi şi carne (tocătură pentru chiftele, perişoare, sarmale, etc.). Printre principalele produse texturate se remarcă: ●SOTTEX – R2…R7 este texturatul proteic de soia, nuanţat cromatic de la roşu la cărămiziu, cu capacitate de absorbţie a apei şi hidratare rapidă. În acelaşi timp, asigură păstrarea integrităţii produsului în stare hidratată. Media hidratărilor este de 1:3. ●SOTTEX – N, texturat proteic de soia natur, cu o capacitate de absorbţie a apei şi o hidratare rapidă, asigură totodată păstrarea integrităţii produsului în starea de hidratare. Media hidratărilor este de 1:3.

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA ●REVITEX R215 este texturatul de soia nuanţat cromatic de la roşu la cărămiziu şi natur, cu o capacitate superioară de absorbţie a apei şi cu o hidratare rapidă. Asigură păstrarea integrităţii produsului în stare hidratată. Media hidratărilor este de 1:4. O mai largă utilizare au derivatele proteice din soia, lianţi cu proprietăţi emulgatoare, care acţionează şi prin absorbţie de umiditate şi grăsime. Derivatele proteice din soia cu un conţinut de proteină care variază între 50-90%, au o deosebită valoare biologică; adaosul lor în produsele din carne reprezintă un aport însemnat de aminoacizi esenţiali, pe lângă favorizarea proceselor tehnologice mărind astfel şi valoarea nutritivă a produselor din carne. Derivatele proteice din soia sunt cunoscute prin varietatea formelor sub care sunt folosite la fabricarea produselor alimentare. Aceste adosuri alimentare diferă prin compoziţia lor, mărimea particulelor, textură, solubilitate etc, dar punctul lor comun este conţinutul mare în proteine. Majoritatea proteinelor din soia, proteine globulare, sunt insolubile în apă la punctul lor izoelectric, dar sunt solubile în apă la sau în soluţii saline diluate la pH mai ridicat sau mai scăzut decât punctul izoelectric. Proteinele din soia sunt foarte sensibile şi devin insolubile prin denaturare. Solubilitatea proteinelor are o mare importanţă pentru aplicarea derivatelor proteice din soia în industria cărnii, deoarece proprietăţile lor emulgatoare, depinzând de solubilitate, înseamnă că depind şi în foarte mare măsură de pH-ul mediului. Solubilitatea proteinelor din soia depinde de gradul de toastare la care derivatele din soia au fost supuse pentru inactivarea enzimelor antitripsinice şi îndepărtarea mirosului specific de soia. Proteina dinsoia netoastată areo solubilitate de 90%, aceasta putând ajunge la 10% în cazul unei toastări puternice (110°C). Între solubilitatea proteinelor din soia şi absorbţia de apă a derivatelor de soia există o strânsă corelaţie. Pe baza acestei corelaţii, cea mai mare absorbţie de apă o

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA au derivatele din soia cu o solubilitate medie a proteinelor. Aceeaşi corelaţie există şi în ceea ce priveşte absorbţia de grăsime. Derivatele din soia având o cantitate mare de proteină solubilă absorb mai puţină grăsime.

Avantajele folosirii derivatelor proteice din soia sunt: ●emulsionează găsimile şi stabilizează emulsia; ●măresc capacitatea de hidratare şi de reţinere a apei; ●măresc valoarea nutritivă a produsului; ●măresc randamentul în produsul finit.

7. Glutenul Glutenul este un derivat care se obţine din făina de grâu prin îndepărtarea amidonului şi proteinelor solubile în apă, masa umedă de gluten fiind solubilizată în soluţii saline şi uscată prin pulverizare. Glutenul uscat poate fi utilizat în proporţie de 1%. Se hidratează în raport de 1:3. În industria cărnii, glutenul vital hidratat este important pentru capacitatea de a forma filme şi de a gelifica sub influenţa căldurii. Datorită acestor proprietăţi, glutenul poate lega între ele bucăţile de carne, peşte, pasăre, astfel încât se îmbunătăţeşte capacitatea de feliere, mai ales în cazul semiconservelor, preparatelor de carne de tipul prospăturilor şi semiafumatelor. În cazul analogilor de carne obţinuţi din texturate pe bază de fibre, glutenul se foloseşte ca liant în proporţie de 10%. Pentru analogii de carne pe bază de texturate obţinute prin extrudare termoplastică, glutenul contribuie la obţinerea texturii de carne, respectiv a unei texturi fibroase.

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

8. Derivate proteice utilizate în România Compania Rollit Prodimpex S.R.L. comercializează produsele companiei Central Soya, în principal, concentratele proteice din seria Danpro şi Danprotex. Concentratele proteice din soia DANPRO S-70, DANPRO DS,DANPROTEX FL371, sunt concentrate din soia funcţionale având patru fracţiuni principale: emulsionarea, absorbţia grăsimilor, hidratarea şi întărirea texturii.  DANPRO S-760 este un concentrat de soia funcţional cu următoarele proprietăţi: -asigură o producţie constantă a preparatelor din carne -îmbunătăţeşte capacitatea de emulsionare într-o emulsie de carne -previne separarea apei -îmbunatăţeşte legarea şi coeziunea între părţile de carne din produsul finit şi face posibilă ajustarea vâscozităţii unei emulsii de carne.  DANPRO DS şi DANPROTEX FL-371 sunt concentraţi de proteină de soia texturată, care prezintă un echilibru nutriţional excelent, comparabil cu cel al cărnii şi al laptelui. Sunt caracterizaţi prin: -proprietăţile lor de legare a apei care asigură o prospeţime ridicată a produsului finit -îmbunătăţesc structura produselor din carne tocată sau emulsifiată -stabilizează emulsiile de carne contribuind la legarea apei şi a grăsimii

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA -face posibilă fabricarea unor produse cu conţinut scăzut în calorii şi colesterol, fără a se pierde textura şi gustul dorite. În carnea tocată sau în şroturi, aceştia furnizează o structură fibroasă şi fermă compatibilă. Concentratul de soia texturat rămâne stabil din punct de vedere funcţional pe parcursul a multiple fierberi şi a fost folosit cu succes îm pateurile de pui şi vită înlocuind până la 40% din carne. Toate concentratele proteice din soia îmbunătăţesc textura produsului, tipul recomandat depinzând de utilizarea lui. Compania Vilma Romania Trading S.R.L. comercializează următoarele derivate proteice:  Gluten vital din grâu, care se prezintă ca o pulbere cu dimensiuni ale particulelor de peste 160 μ, cu un conţinut de proteine de 84,2%. Derivatul proteic are o capacitate de reţinere a apei de 166%, iar pierderile de masă la uscare sunt de 5.9%.  Gelatina alimentară, care se prezintpă sub formă de granule fărăgust şi miros, cu dimensiuni de 30-140 μ şi puterea gelului de 180-240. Compania Gemini Natromcom SRL comercializează următoarele derivate proteice:  Soza Meat, un concentrat proteic din soia care conţine aroximativ 70 % proteină, care se hidratează în raport de 1:4. Produsul sub formă de pulbere de culoare crem, trebuie să conţină <5000 germeni totali/g, <100 drojdii şi mucegaiuri/g, iar Salmonella/ 25g trebuie să lipsească. Se utilizează pentru capacitatea de hidratare şi emulsionare.  Inject Plus este un concentrat proteic funcţional din soia, cu un conţinut de 70% proteină, care se foloseşte pentru capacitatea sa de legare a apei şi de emulsionare.

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA  Izolatul din soia (Soya isolat) este o pulbere de culoare crem, cu gust şi miros neutru. Produsul se foloseşte pentru capacitatea sa de legare a apei, de emulsionare şi stabilizare a emulsiilor .  EM-Pro este un derivat proteic care conţine aproximativ 95%proteină şi aproximativ 8% umiditate de culoare crem, cu gust şi miros neutru. Se foloseşte la fabricarea emusiilor de grăsime la cald.

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

BIBLIOGRAFIE 1.Banu, C., ş.a., 1980, Tehnologia cărnii şi subproduselor, E.D.P., Bucureşti 2.Banu, C. şi colab., 1997, Procesarea industrială a cărnii, Editura Tehnică, Bucureşti 3.Banu, C., ş.a., 2009, TRATAT DE INDUSTRIE ALIMENTARĂ – Tehnologii alimetare, Editura ASAB, Bucureşti 4.Sălăgean, D., Ţibulcă, D., 2005, Producţia şi conservarea cărnii, Editura Eikon, Cluj – Napoca 5.Sălăgean, D., Ţibulcă, D., 2009, Tehnologia produselor din carne, Editura RISOPRINT, Cluj-Napoca 6.Ţibulcă, D., Sălăgean, D., 2000, Tehnologia cărnii şi a produselor din carne, vol. I, Editura Risoprint, Cluj – Napoca 7.Ţibulcă, D., Sălăgean, D., 2000, Tehnologia cărnii şi a produselor din carne,vol. II, Editura Risoprint, Cluj – Napoca 8.Ţibulcă, D., Sălăgean, D., 2016, Procesarea cărnii, Editura Risoprint, ClujNapoca 9.Meat Milk, 2013, Produse din soia destinate procesării cărnii 10.Y.F.Bhat, H. Bhat,2011, Functional Meat Products 11.J.R.Hoffman, 2006, The science of soy

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA 12.D.P.Dawson, 1988, Soy Protein Concentrate and Heated Soy Flours as Protein Sources in Milk Replacer for Preruminant Calves 13. M.J.P.Ribeiro, 2016, Evaluation of Soy Protein Concentrate and Meat and Bone Meal as a Replacement for Fish Meal in the Diet of Nile Tilapia Fingerlings

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA