Соя: продавать или перерабатывать?

441

Уважаемый читатель, в начале этой статьи я решил сразу в краткой форме выразить суть вопроса (это, прежде всего, для тех людей, которым скучно читать длительные повествования, особенно тогда, когда выводы очевидны). Время от времени задаешься вопросом, может ли аграрная страна быть бедной? Я бы так ответил: голодной – нет, а бедной – может.

Представьте себе страну, на территории которой сельхозугодья занимают 2/3 ее общей площади. Почвы плодородные, урожайность средняя, но позволяющая с хорошим запасом отвечать внутреннему рынку продовольствия. Плотность населения невысокая – на каждого жителя приходится 0,7 га сельхозугодий. Народ трудолюбивый, образованный. Казалось бы, живи да радуйся. Но если жить без нищеты удается, то для радости поводов мало.

Дело в том, что эта страна, выращивая на своих полях силами своих трудолюбивых граждан сельхозпродукцию, вынуждена продавать ее для дальнейшей переработки в не аграрные, но более развитые страны и на вырученные деньги покупать в этих же странах сельхозтехнику, химудобрения и, что совсем обидно, конечную продукцию переработки той исходной сельхозпродукции, которую аграрная страна им продала. Круг замыкается – надеюсь, читатель узнал страну, о которой идет речь.

Для сравнения в этом же ракурсе рассмотрим не столь аграрные, сколь развитые страны (ЕС-28). Проведем это сравнение на примере одной культуры – сои.

В 2014 году в странах ЕС выращено сои 1,7 млн тонн (что в 2,3 раза меньше, чем в Украине), а закуплено 12,75 млн тонн (рис. 1). При этом вся выращенная в странах ЕС и завезенная соя переработана на шрот и масло. В результате этого произведено 10,75 млн тонн соевого шрота.

Соотношение объема выращенной сои в странах ЕС и закупленной
Рис. 1. Соотношение объема выращенной сои в странах ЕС и закупленной
Соотношение произведенного соевого шрота в странах ЕС (2014 г.) и импортированного
Рис. 2. Соотношение произведенного соевого шрота в странах ЕС (2014 г.) и импортированного

Этого объема шрота недостаточно для потребностей птицеводства, животноводства, свиноводства и рыбоводства в этих странах. Для обеспечения потребности в кормах странами ЕС закупается еще 19,3 млн тонн соевого шрота (рис. 2). Таким образом, весь соевый шрот в суммарном объеме 30,05 млн тонн используется в качестве корма для производства мяса, птицы, яиц, молока, сливочного масла, рыбы и других конечных продуктов питания.

Для собственного производства такого количества корма на основе соевого шрота странам ЕС потребовалось бы производить более 40 млн тонн сои и выращивать сою на площадях более 20 млн га. Но в странах ЕС нет и никогда не будет таких ресурсов, поэтому они и могут выделить под сою площадь, в двадцать раз меньше необходимой.

И ничего, не тужат. А чего тужить, если есть аграрные страны, которые на своих полях производят исходное сырье для стран с развитой технологией высокорентабельного производства из этого сырья высококачественных продуктов питания.

В свое время в ходу была заезженная фраза (обидная для того, кому она адресовалась): «кто на что учился». Рынок, при всей его безжалостности, каждому участнику отводит то место, которого он достоин в сегодняшнем мире конкуренции.

Рис. 3. Эффективность откорма свиней в США и странах ЕС по сравнению с эффективностью откорма в Украине
Рис. 3. Эффективность откорма свиней в США и странах ЕС по сравнению с эффективностью откорма в Украине
Эффективность откорма крупного рогатого скота в США и странах ЕС по сравнению с эффективностью откорма в Украине
Рис. 4. Эффективность откорма крупного рогатого скота в США и странах ЕС по сравнению с эффективностью откорма в Украине
Уровень надоя молока (т/год) в странах ЕС по сравнению со средним надоем в Украине
Рис. 5. Уровень надоя молока (т/год) в странах ЕС по сравнению со средним надоем в Украине

Если продолжить эту мысль дальше, то нужно сказать, что сегодня в передовых кормовых технологиях сбалансированность состава кормов так строго выверена, что позволяет существенно снизить затраты на производство продуктов животноводства. На рисунках 3 и 4 приведены данные, позволяющие сравнить эффективность откорма свиней и крупного рогатого скота в странах ЕС и Украине.

На рисунке 5 дано аналогичное сравнение по надою молока.

Исходя из анализа вышеприведенного материала, используем вторую попытку ответить на вопрос: может ли аграрная страна быть бедной? Ответ такой: может, но именно у этой страны имеется потенциал стать богаче тех стран, богатство которых зависит от импорта сырья для производства продуктов питания. Реализовать этот потенциал – стратегическая задача государства.

Далее рассмотрим этот же вопрос, но в более подробном варианте. Итак, если мы допустим, что площадь полей при мировом производстве сои не будет увеличиваться и потребление сои (как зерна) на душу населения останется на уровне 2015 года, то потребность в сое к 2050 году увеличится на 30–35% (рис. 6). Т. е. потребуется увеличить мировой валовой сбор на 100 млн тонн по сравнению с 2015 г.

Мировое производство сои, млн тонн
Рис. 6. Мировое производство сои, млн тонн

Для решения этих противостоящих требований имеется только один путь – повысить эффективность использования почвы, т.е. повысить урожайность, не снижая плодородия почвы.

Естественно, что нас в этой задаче больше интересует Украина. Обеспечить мировой прирост в производстве сои более 100 млн тонн в ближайшие десятилетия возможно только за счет повышения урожайности на 32–33%. Для Украины задача реальная, темпы роста урожайности сои в последние годы (жестокая засуха 2015–16 годов не в счет) позволяют это утверждать.

На рисунке 7 показано производство семян сои в Украине и доля их переработки. Несмотря на то, что переработка сои на шрот, полножирную сою и масло растет, доля экспорта семян сои составляет более половины от выращенного объема.

Производство сои в Украине, млн тонн
Рис. 7. Производство сои в Украине, млн тонн

Для оценки значимости сои в технологиях производства корма для животных и продуктов питания для человека целесообразно рассмотреть эти направления раздельно.

ПРОИЗВОДСТВО КОРМОВ НА ОСНОВЕ СОИ

На глобальном уровне соевый шрот составляет 63% от всех источников белка в кормах для животных (рис. 8). Исследования утверждают, что такие параметры, как привес (бройлеров), конверсия корма, увеличение молочной продуктивности коров (на 5,3–6,8%) лучше всего обеспечивают продукты на основе экструдирования полножирной сои. Однако технологии масштабного производства корма на основе протеина из сои основаны на производстве шрота после экстракции.

Мировое потребление кормового белка (2014 г.)
Рис. 8. Мировое потребление кормового белка (2014 г.)
Потребление соевого шрота в животноводстве и птицеводстве (США)
Рис. 9. Потребление соевого шрота в животноводстве и птицеводстве (США)

Основные производители соевого шрота – Китай, США, Аргентина, Бразилия, ЕС-28 и Индия. На их долю приходится 88% мирового производства соевого шрота. Если взять долю потребления соевого шрота в животноводстве и птицеводстве от общего объема потребления, то оно в разных странах отличается направленностью производства, но, тем не менее, основная доля приходится на птицеводство и свиноводство. Это хорошо видно на примере США (рис. 9).

В Украине, в силу большого объема производства подсолнечного масла, шрот сои занимает второе место после подсолнечного. Цены на соевый шрот неуклонно растут и соответствуют примерно тому же уровню, что и цены на зерно сои. Высокий спрос на соевый шрот обусловлен тем, что аминокислоты соевого шрота являются основными элементами для роста и развития животных, поскольку протеин, составляющий основу соевого шрота, содержит все пять незаменимых аминокислот (лизин, треонин, метионин, цистеин и триптофан), необходимых для сбалансированного корма. Современные технологии производства шрота начинаются с отделения оболочки семян сои, поскольку оболочка содержит мало белка, имеет низкую перевариваемость и, оставаясь в шроте, снижает долю протеина и соответственно необходимых аминокислот.

В таблице 1 приведено сравнение двух вариантов состава шрота при технологии производства шрота с отделением оболочки и без отделения. К слову сказать, американцы производят шрот только при удалении оболочки и доказывают, что при большей его закупочной стоимости высокая продуктивность корма при этом, в конечном итоге, дает большую прибыль.

Сравнение состава соевого шрота при разных технологиях его производстваОбщеизвестно, что соя как культура является одним из лидеров по доле протеина в составе семян (рис. 10).

Количество протеина в семенах различных культур
Рис. 10. Количество протеина в семенах различных культур
Рис. 11. Доля усваиваемого протеина в одном килограмме шрота и жмыха различных масличных культур
Рис. 11. Доля усваиваемого протеина в одном килограмме шрота и жмыха различных масличных культур
Величины кормовых единиц в шроте и жмыхе различных масличных культур
Рис. 12. Величины кормовых единиц в шроте и жмыхе различных масличных культур

Но даже среди высокобелковых культур, таких как подсолнечник, лен, рапс, жмых и шрот сои имеют явные преимущества. Шрот и жмых из сои имеют больше кормовых единиц по сравнению со шротом и жмыхом, полученными из подсолнечника, рапса и льна, к тому же они лучше усваиваются (рис. 11 и 12).

Теперь о преимуществах корма ТЭП-соя (тостированная экспандированная полножировая соя).

Особенность ТЭП технологии в том, что на первом этапе при кондиционировании температура сои не повышается выше 85°С, но при этом за счет создания коллоидной формы (смесь измельченной сои с водой) белки повышают стойкость к воздействию более высоких температур. В результате при дальнейшем повышении температуры белки сохраняют растворимость.

На втором этапе (тостирование) снижается доля ингибиторов трипсина и химотрипсина и снижается активность уреазы. При этом происходит частичная денатурация белка.

На третьем этапе (экспандирование) процесс происходит при высоком давлении и температуре. Температура может достигать 130°С. При этом белок, уже «подготовленный» к сохранению растворимости, выдерживает этот кратковременный заброс температуры, а активность уреазы резко снижается.

Необходимо отметить, что экспандирование происходит при высокой влажности – 35% (предварительная паровая обработка), что и отличает этот процесс от экструдирования. При этом важно то, что как только происходит выход почти что гомогенизированного материала через регулируемое по величине диаметра сопло, наступает скачкообразный сброс давления и температуры. Падение давления до атмосферного понятно, а вот падение температуры объясняется мгновенным испарением воды (она не могла испаряться при высоком давлении), и как следствие этого фазового перехода (он требует энергии), температура материала падает до 90°С.

Последний этап охлаждения не вызывает технических трудностей.

В результате обработки сои по ТЭП-технологии происходят количественные изменения показателей по сравнению с соей до ее обработки. Соответствующие данные приведены в таблице 2.

Активность питательных веществ и растворимость белкаПЕРЕРАБОТКА СОИ НА ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ

Необходимо отметить, что сою выращивали издревле, и в азиатских странах продукты, приготовляемые из соевых бобов, являлись основным источником белков, а также лекарственным средством. Значимость сои для народов этих стран сравнима со значимостью зерновых культур для стран европейского региона.

Активное использование сои в пищевой промышленности в развитых странах началось в 60-е годы XX века. Тому несколько причин. Наука показала идеальную сбалансированность белковых продуктов на основе сочетания соевого белка и белка зерновых культур. Такие продукты обеспечивают как нормальный рост детей, так и нормальное поддерживание здоровья взрослых.

Кроме того, в распространении сои для производства продуктов питания свою роль сыграла экономическая составляющая – возможность получения не менее одной тонны белка с одного гектара. Оказалось, что соевые белки в пищевых технологиях обладают такими выигрышными свойствами, как эмульгирование, связывание, формирование текстуры и др. И, наконец, соя в севообороте с другими культурами при эффективной инокуляции семян снижает химическую нагрузку на почву благодаря способности симбиоза с микробным сообществом, утилизирующим атмосферный азот и переводящим его в усвояемую растениями форму.

Соевые белковые продукты подразделяются на три основные группы:

  • соевая мука и крупа, доля про­теина в которых составляет 40–54%;
  • соевые белковые концентраты, содержащие не менее 65% белка;
  • изоляты, доля белка в которых превышает 90%.

Для многих соевых продуктов основой является соевая мука. В соевой муке содержатся такие важные элементы, как кремний, цинк, железо, марганец, медь, молибден, бор, хром и свинец. Большая часть этих минералов остается в шроте, а не переходит в масляную фракцию. Соя содержит как водо-, так и жирорастворимые витамины. В килограмме соевой муки содержатся витамины: В1 – 3,25 г, В2 – 16,9 г, В5 – 16,9 г, В6 – 29,7 г (В2, В5, В6 способствуют снижению артериального давления). Соя содержит порядка 5–6% золы, которая является показателем ее минеральной насыщенности. Калий содержится в сое в концентрации 2,3%, кроме того, присутствуют кальций (0,2%), магний (0,3%), фосфор (0,6%).

Как уже было сказано, большую долю в рационе питания народов азиатских стран занимают продукты из сои. Это неудивительно, ибо эти продукты отвечают рациону вегетарианской кухни, а, как известно, только в одной Индии с населением 1,3 млрд человек 65–70%, т. е. 1 млрд (!) составляют вегетарианцы. К слову, в этой бедной стране продолжительность жизни мужчин выше, чем в Украине.

Сою, при всей ее ценности как продукта питания, без предварительной обработки потреблять нельзя. Возможно, это и спасло ее от уничтожения животными и она дожила до встречи с человеком, сохраняя свою популяцию в течение 50–60 млн лет. Вредные факторы сои: ингибитор трипсина, уреаза, фактор метеоризма.

Для инактивации антипитательных веществ сои используют температурную обработку. Существует несколько способов тепловой обработки сои: микронизация, СВЧ обработка, электроконтактный нагрев, проваривание и запаривание, прожаривание, экструзия, паротепловая обработка.

Интересно то, что человек испытывает потребность не в белках самих по себе, а в определенном количестве незаменимых аминокислот, своего рода «кирпичиков», из которых состоит белок. Соевые белки поставляют все незаменимые аминокислоты, необходимые для эффективного питания человека, его роста, развития и преодоления физических нагрузок! Аминокислотный состав соевого белка является наиболее совершенным из всех растительных белковых источников и аналогичен составу высококачественных белков, получаемых из животных источников.

Известно, что в белках пшеницы и кукурузы имеется дефицит лизина, в то время как в соевом белке его даже избыток, именно поэтому сочетание белка зерновых и белка сои является идеальным по составу аминокислот. Усвоение организмом соевого белка находится на том же уровне, что и усвоение высококачественных животных белков, содержащихся в мясе, рыбе, молоке и яйцах.

В будущем соевые продукты будут обеспечивать необходимый баланс белка в продуктах питания, поскольку они воспроизводят текстуру традиционной пищи.

Эти тенденции открывают также новые возможности для соевой белковой индустрии. Соевые белки, благодаря их функциональным свойствам, могут дополнять или улучшать питательные свойства готовой пищи, а также помогают снизить стоимость их производства.

Уважаемый читатель, по мере ознакомления со специальной литературой у меня сложилось следующее впечатление: соя так прочно вошла в повседневный рацион питания народов практически всех стран мира, что на этом фоне вызывает недоумение, где же мы на этом празднике жизни. В противовес внедрению в рацион нашего питания вредных и бизнес-выгодных гамбургеров и чипсов, надо принимать за основу созданные природой чудо-плоды и создавать из них продукты, поддерживающие здоровье человека.

Сегодня в Украине сложились все условия для того, чтобы наверстать упущенное. Свой вклад в это дело вносит и наша организация.

Внедрение нетравмирующей технологии послеуборочной обработки сои позволяет существенно снизить потери зерна, прежде всего, за счет предотвращения дробления его на половинки. С этой целью предлагается установить зерноаспиратор Фадеева ЗАФ-30 (100) (рис. 13).

Схема очистки сои перед загрузкой на временное хранение
Рис. 13. Схема очистки сои перед загрузкой на временное хранение

Поскольку в относ попадают створки боба, мелкий сор и зерновая примесь, то их можно разделить, пропуская относ через очищающий калибратор ОКФ-4 (рис. 13).

Удаление мелкого сора необходимо выполнять с использованием сит Фадеева с размером гексагонального отверстия 3,0 мм.

Принцип взаимодействия сои с решетами новой геометрии
Рис. 14. Принцип взаимодействия сои с решетами новой геометрии

Для отделения необмолоченных бобов и половинок семян сои поток зерна после ЗАФ-30 (100) необходимо направить на два (три) параллельно установленных очищающих калибратора ОКФ-4 (рис. 13). Отделенные половинки сои и зерновую примесь следует отправить на переработку, необмолоченные бобы – на повторный обмолот, а чистую сою – на хранение или сушку. Для отбора половинок используются решета Фадеева (рис. 14).

Кроме того, сегодня в Украине работают семенные заводы, на которых внедрена щадящая пофракционная технология производства семян высокого потенциала.

В заключение повторюсь. Страна, производящая исходное зерно для переработки на продукты питания, обязательно будет богатой страной, если для других стран она будет не житницей, а кормилицей.

Л. В. Фадеев, канд. техн. наук, доцент

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2016