Незнакомая и знакомая соя

Соя (лат. Glycine max) — растение семейства бобовых, родиной которого является восточная Азия.

Семена сои, иногда называемые cоевыми бобами (от англ. soya bean) — широко распространённый продукт питания. Сою часто называют чудо-растением — отчасти благодаря высокому содержанию растительного белка, в среднем составляющего около 40% от массы семени, а у отдельных сортов достигающему 48-50%, во многом аналогичном животному, отчасти благодаря сравнительно высокой урожайности. Вследствие этого, соя 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°.

Доместикация 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-из писал, что основатель Китая император Ха-ди (по другим сведениям Шен-Нун (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 Шен-Нуна 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 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 Konrad Moench 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 ХХ века площади под соей в этой стране превысили 1 млн. га.

По мнению известного 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 Кэмпфера. 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 Max, 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 об-ласти.

Стебли культурной сои от тонких до толстых, опушённые или голые. Высота стеблей от очень низких (от 15 см) до очень высоких — до 2-х и более метров.

У всех видов рода Соя, включая вид культурной сои, листья тройчатосложные, изредка встречаются 5, 7 и 9-листочковые, с опушёнными листочками и перистым жилкованием. Первый надсемядольный узел стебля имеет два простых листа (примордиальные листья). Эти первичные листья в соответствии с биогенетическим законом Мюллера-Геккеля рассматриваются как филогенетически более древние формы листьев. Общим признаком для всех видов сои является наличие слаборазвитых шиловидных прилистников в основании рахиса и прилистничков в основании отдельного листочка. Венчик цветка фиолетовый различных оттенков и белый.

Плод сои представляет собой боб, вскрывающийся двумя створками по брюшному и спинному швам и обычно содержащий 2-3 семени. Бобы преимущественно крупные — 4-6 см длиной, как правило, устойчивые к растрескиванию. Перикарпий (створки боба) сои состоит из 3-х слоёв — экзокарпа, мезокарпа и эндокарпа. Главная часть эндокарпа — склеренхима, образующая так называемый пергаментный слой. Считается, что именно склеренхима, подсыхая и укорачиваясь, способствует растрескиванию бобов.

Основная масса семян сои овальная, различной выпуклости. Размеры семян варьируют от мелких — масса 1000 семян 100—149 г, до очень крупных (более 310 г) с преобладанием семян среднего размера — 150—199 г. Семенная оболочка плотная, нередко блестящая, которая часто оказывается практически непроницаемой для воды, образуя т. н. «твёрдые» или «твёрдокаменные» семена. Под семенной оболочкой располагается занимающий центральную и наибольшую часть семени крупный зародыш. Окраска семян преимущественно жёлтая, изредка встречаются формы с чёрными, зелёными и коричневыми семенами.

Биохимический состав сои

Основным биохимическим компонентом семян сои является белок. Среди всех возделываемых в мире сельскохозяйственных культур соя является одной из самых высокобелковых. По данным разных авторов в семенах этой культуры может накапливаться в среднем 38-42 % белка с варьированием этого показателя от 30 до 50 %.

Белки сои неоднородны по структуре и функциям. Среди них есть вещества, которые принято считать антипитательными компонентами пищи. Это ингибиторы протеолитических ферментов, лектины, уреаза, липоксигеназа и другие. Большую часть соевого белка (около 70 %) составляют запасные белки класса 7S (β-конглицинины) и 11S (глицинины), которые вполне нормально усваиваются млекопитающими. Соевая мука является самым широко используемым источником белка при создании сбалансированных кормов, однако, в процессе получения нуждается в термической обработке для инактивации антипитательных компонентов.

Ингибиторы протеаз составляют 5-10 % от общего количества белка в семенах сои. Их активность колеблется от 7 до 38 мг/г. Отличительной особенностью этих веществ является то, что, взаимодействуя с ферментами, предназначенными для расщепления белков, они образуют устойчивые комплексы, лишенные как ингибиторной, так и ферментативной активности. Результатом такой блокады является снижение усвоения белковых веществ рациона. Попадая в желудок, часть ингибиторов (30-40 %) теряет свою активность, а наиболее устойчивые достигают двенадцатиперстной кишки в активной форме и ингибируют ферменты, вырабатываемые поджелудочной железой. В результате этого поджелудочная железа вынуждена продуцировать их более интенсивно, что в конечном итоге может вызвать ее гипертрофию.

По химическому строению, свойствам и субстратной специфичности ингибиторы сои, в основном, относятся к двум семействам:

ингибиторы Кунитца — водорастворимые белки, с молекулярной массой 20000-25000Да, связывающих одну молекулу трипсина, со сравнительно небольшим числом дисульфидных мостиков, с изоэлектрической точкой 4,5;

ингибиторы Баумана-Бирк — спирторастворимые белки с молекулярной массой 6000-10000 Да и небольшим числом дисульфидных мостиков, способных ингибировать как трипсин, так и химотрипсин, с изоэлектрической точкой 4,0-4,2.

Лектины (фитогемагглютенины) представляют собой гликопротеины. Они нарушают функцию всасывания слизистой кишечника, повышают её проницаемость для бактериальных токсинов и продуктов гниения, агглютинируют эритроциты всех групп крови, вызывают задержку роста. В составе белка их от 2 до 10 %, а активность колеблется от 18 до 74 ГАЕ/мг муки. Лектины хорошо извлекаются водой и спиртом. Некоторые исследователи отмечают, что для инактивации лектинов достаточны более мягкие условия, чем для ингибиторов трипсина, а именно — обработка пропионовой кислотой или же термическое воздействие при 80-100°С в течение 15-25 мин.

Уреаза — фермент, который осуществляет гидролитическое расщепление мочевины с образованием аммиака и углекислого газа. Уровень её активности важен только для молочного животноводства при использовании сои в кормах, содержащих мочевину, так как при взаимодействии уреазы с мочевиной кормов образуется аммиак, отравляющий организм животного. В исходных семенах сои доля уреазы может достигать 6 % от количества всех белков.

Липоксигеназа — фермент, окисляющий липиды, содержащие цис-цис-диеновые единицы. Образующиеся при этом гидроперекисные радикалы окисляют каротиноиды и другие кислородмобильные компоненты, снижая тем самым пищевые достоинства сои. Кроме того, под действием липоксигеназы при длительном хранении семян, в них образуются альдегиды и кетоны (н-гексанал, н-гексанол, этилвинилкетон), которые придают сое специфический неприятный запах и вкус.

Соя является не только источником белка, но и масла, содержание которого в семенах колеблется от 16 до 27 %. В состав сырого масла входят триглицериды и липоидные вещества.

Отличительной особенностью сои является самое высокое содержание фосфолипидов по сравнению с другими культурами. В семенах сои их содержание колеблется в пределах 1,6-2,2 %. Фосфолипиды способствуют регенерации мембран, увеличивают детоксикационную способность печени, обладают антиоксидантной активностью, снижают у диабетиков потребность в инсулине, предотвращают дегенеративные изменения в нервных клетках, мышцах, укрепляют капилляры.

Триглицериды, состоящие из глицерина и жирных кислот, составляют основную часть липидов. В соевом масле содержание насыщенных жиров составляет 13-14 %, что значительно ниже, чем в животных жирах (41-66 %). В нем преобладают ненасыщенные жирные кислоты (86-87 % от общего количества).

Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) характеризуются наибольшей биологической активностью. Незаменимой является линолевая кислота (С18:2), которая не синтезируется организмом человека и должна поступать только с пищей. Биологическая роль ПНЖК велика. Они являются предшественниками в биосинтезе гормоноподобных веществ — простагландинов, одной из многочисленных функций которых является препятствование отложению холестерина в стенках кровеносных сосудов, приводящего к образованию атеросклеротических бляшек.

Токоферолы — биологически активные вещества соевого масла. Содержание и функции отдельных фракций различны. α-токоферолы характеризуются наибольшей Е-витаминной активностью. Их содержание в масле составляет 100 мг/кг. β-, γ- и δ-токоферолы обладают антиокислительными свойствами, которые особенно сильно выражены во фракциях γ- и δ-токоферолов. Наличие самого большого количества токоферолов в соевом масле (830—1200 мг/кг) по сравнению с другими маслами (кукурузным — 910 мг/кг; подсолнечным — 490—680 мг/кг; оливковым — 172 мг/кг) обусловливает его способность в наибольшей степени повышать защитные свойства организма, замедлять старение, повышать потенцию.

Характерной особенностью сои является невысокое содержание углеводов. Углеводы в сое представлены растворимыми сахарами — глюкозой, фруктозой (моно-), сахарозой (ди-), рафинозой (три-), стахиозой (тетра-) сахарами, а также гидролизуемыми полисахаридами (крахмалом и др.) и нерастворимыми структурными полисахаридами (гемицеллюлозой, пектиновыми веществами, слизями и другими соединениями, образующими клеточные стенки). Во фракции растворимых углеводов моносахариды составляют лишь 1 %, а 99 % представлены сахарозой, рафинозой, стахиозой. В расчете на сухое вещество семени в сое содержится 1-1,6 % трисахарида рафинозы, которая состоит из молекул глюкозы, фруктозы и галактозы, а также 3-6 % тетрасахарида стахиозы, образованной молекулами глюкозы, фруктозы и двумя молекулами галактозы.

Семена сои — один из редких продуктов, содержащих изофлавоны. Они сконцентрированы в гипокотиле сои и отсутствуют в масле. К соевым изофлавонам относятся генистин (1664 мг/кг) генистеин, даидзин (581 мг/кг), даидзеин, глицитеин (338 мг/кг), куместрол (0,4 мг/кг), являющиеся термостабильными гликозидами, и которые не разрушаются при кулинарной обработке. Это биологически активные компоненты сои, которые обладают различной эстрогенной активностью. Сапонины также являются гликозидами. В соевой муке они составляют от 0,5 до 2,2 %. Сапонины придают сое горьковатый вкус и оказывают гемолитическое воздействие на красные кровяные тельца.

В состав зольных элементов семян сои входят макроэлементы (в мг на 100 г семян): калий — 1607, фосфор — 603, кальций — 348, магний — 226, сера — 214, кремний — 177, хлор — 64, натрий — 44, а также микроэлементы (в мкг на 100 г): железо — 9670, марганец — 2800, бор — 750, алюминий — 700, медь — 500, никель — 304, молибден — 99, кобальт — 31,2, йод — 8,2.

В соевом зерне содержится целый ряд витаминов (в мг на 100 г): β-каротина — 0,15-0,20, витамина Е — 17,3, пиридоксина (В6) — 0,7-1,3, ниацина (РР) — 2,1-3,5, пантотеновой кислоты (В3) — 1,3-2,23, рибофлавина (В2) — 0,22-0,38, тиамина (В1) — 0,94-1,8, холина — 270, а также (в мкг на 100 г зерна): биотина — 6,0-9,0, фолиевой кислоты — 180—200.

Соя — один из богатейших белком растительных продуктов питания. Это свойство позволяет использовать сою для приготовления и обогащения разных блюд, а так же в качестве основы растительных заменителей продуктов животного происхождения. Из неё производятся многочисленные т. н. соевые продукты: тофу, соевый соус, соевое молоко, соевое мясо, темпе, мисо, и другие. Кроме того, соя используется для производства соевого масла, соевой муки. Соя и соевые продукты широко используются в восточноазиатских (японской, китайской) и, особенно, вегетарианской кухне.