Sammendrag

Sojabønner og sojaskrå, procesteknisk behandlet på forskellige måder med henblik på kvalitetsforbedring, er undersøgt ved en række kemiske analyser og i balanceforsøg med rotter.

Varmebehandling reducerede trypsin- og chymotrypsininhibitorindholdet til et lavt og formodentlig ubetydeligt niveau.

Ekstraktion af lavmolekulære stoffer med methanol-vand gav sojaprodukter, der i kemisk sammensætning svarer til markedsførte forædlede produkter som: Danpro, Protao og Soycomill. Ved den anvendte ekstraktionsproces findes hovedparten af stofferne, der giver tanninrespons, i fraktionen med de lavmolekulære stoffer.

Forsøgene viser, at der ved ekstraktion af de lavmolekulære stoffer opnås kvalitetsforbedrede sojaprodukter. Anvendes disse proteinrige produkter suppleret med methionin og threonin som eneste proteinkilde til rotter, får dyrene en tilvækst og proteinudnyttelse på højde med, hvad der opnås med kasein suppleret med methionin som proteinkilde. Fraktionen med de lavmolekulære stoffer kan dog ernæringsmæssig udnyttes, idet moderate mængder i foderet ikke har nogen negativ effekt på tilvækst og proteinudnyttelse. Anvendes større mængder af den lavmolekulære fraktion i foderet, fås en negativ effekt på proteinets og energiens fordøjelighed, hvilket tyder på en uheldig effekt af tannin eller andre inhibitorer fra denne fraktion.

Ekstraktion af de lavmolekulære stoffer fra sojaskrå giver således en kvalitetsforbedring, men stoffer af ernæringsmæssig betydning fjernes. Der er endvidere tale om en relativt bekostelig proces, som således giver prismæssigt dyre produkter.

Indledning

Sojabønner/sojaskrå er en værdifuld proteinkilde til dyr såvel som til mennesker. Aminosyresammensætningen af sojabønneprotein er mere velafbalanceret, end tilfældet er for de fleste andre aktuelle bælgplanter. I sojabønner/sojaskrå er der imidlertid stoffer, der hindrer en optimal ernæringsmæssig udnyttelse. Velkendt i denne sammensætning er proteininhibitorer, men disse stoffer kan ikke forklare det hele.

Der er begrundet mistanke om, at lavmolekulære stoffer (stoffer som ekstraheres væk) i sojabønner er årsag til nogle af de problemer, der fremkommer ved anvendelse af større mængder sojaskra i foderet til bl.a. mink.

På markedet findes der i dag en række sojaprodukter, hvor der ved procesteknisk behandling, er opnået en betydelig kvalitetsforbedring. Ved en del af de bedste produkter er der foretaget en ekstraktion af de lavmolekulære stoffer, men derved bliver der tale om relativt dyre produkter, og der mangler viden om hvilke typer af stoffer, der er årsag til problemerne.

Det foreliggende arbejde tog sigte på at belyse den effekt, forskellige procestekniske behandlinger har på kvaliteten af sojaprodukter. Desuden blev der ved kemiske undersøgelser analyseret for den effekt, sådanne behandlinger har på visse stoffer i de færdige produkter.

Materiale og metoder

Sojabønner varmebehandlet ved 140 ºC i 15 min. på tromletørrer blev leveret fra Bioteknisk Institut, Kolding. Hi-Pro og andre sojamel produkter blev leveret fra Arkady-ADM (British Arkady). I undersøgelserne blev desuden anvendt Soycomill, Danpro-A og Protao samt almindelig sojaskrå fra Århus Oliefabrik A/S. Ekstraktion og undersøgelser af lavmolekulære stoffer blev gennemført efter tidligere beskrevne og velafprøvede metoder, der anvendes rutinemæssigt. Proteininhibitoraktiviteten i ekstrakter fra sojaprodukterne blev bestemt overfor trypsin og chymotrypsin isoleret fra rottepancreas.

Rotteforsøgene blev gennemført efter SH's sædvanlige procedure. Beskrivelse af forsøgsbetingelser og forskellige metoder er præsenteret i anden sammenhæng (Bjerg et al., 1984). En kort beskrivelse af de undersøgte prøver er givet i tabel 1.

Tabel 1. Oversigt over de 11 undersøgte prøver
1.	Kasein tilsat 1 pct. methionin (standard diæt)
2.	Varmebehandlede sojabønner
3.	Sojaskrå
4.	Hi-Pro sojamel
5.	Protao
6.	Hi-Pro ekstraheret for lavmolekulære stoffer (HMW-fraktionen)
7.	Sojaskrå ekstraheret for lavmolekulære stoffer (HMW-fraktionen)
8.	Ekstraheret sojaskrå (HMW-fraktionen) tilsat Met+Thr
9.	Lavmolekulære stoffer fra Hi-Pro (LMW-fraktionen); 40 g pr. kg standard diæt
10.	Lavmolekulære stoffer Hi-Pro (LMW-fraktionen); 200 g pr. g standard diæt
11.	Lavmolekulære stoffer fra sojaskrå (LMW-fraktionen); 40 g pr. kg standard diæt

Resultater og diskussion

Ved den anvendte ekstraktion af sojaskrå med methanol-vand (7:3) fjernes ca. 10 pct., som repræsenterer forskellige typer af lavmolekulære stoffer (LMW-fraktionen). I den herved opnåede fraktion af ekstraheret sojaskrå (HMW-fraktionen), er der kun en lille, men kendelig mængde af lavmolekulære stoffer. Mængden og typer af lavmolekulære stoffer i HMW-fraktionen er i overensstemmelse med, hvad der findes af disse stoffer i sojaprodukter som Protao, Danpro-A og Soy-comill.

I tabel 2 ses resultaterne fra de kemiske analyser af de 11 prøver. Det skal fremhæves, at LMW-fraktionen adskiller sig meget fra HMW-fraktionen (de ekstraherede sojaprodukter) med et meget lavt proteinindhold, men med et højt indhold af LHK. aske og tannin. Den for LMW-fraktionen angivne proteinmængde repræsenterer forskellige typer af frie aminosyrer (ikke proteinbundne) og andre N-holdige lavmolekulære stoffer. Det høje indhold af LHK og tannin kan være en del af forklaringen på observerede fordøjelsesforstyrrelser hos visse dyrearter ved brug af ikke ekstraherede sojaprodukter i foderet.

Tabel 2. Kemisk sammensætning (pct., tørstofbasis) af de 11 undersøgte prøver
Prøve	Protein (Nx6,25)	Stoldt fedt	LHK	Træstof	Aske	Tannin	g cal/g
1	89,2	0,3	5,3	-	3,1	-	-
2	39,2	20,9	12,5	6,1	5,2	1,2	5.332
3	49,1	2,1	7,5	6,7	6,6	2,7	4.181
4	50,1	14,8	8,7	3,3	6,0	3,0	5.172
5	60,1	0,7	3,5	7,4	5,6	1,3	4.417
6	54,7	15,3	3,7	3,5	4,9	1,6	5.148
7	53,8	1,5	3,3	8,5	5,6	1,6	4.180
8	53,8	1,5	3,3	8,5	5,6	1,6	4.180
9	6,9	2,7	42,6	0,0	11,4	3,3	3.527
10	6,9	2,7	42,6	0,0	11,4	3,3	3.527
11	9,3	4,7	38,7	0,6	19,0	3,1	3.554

Tabel 3. Indhold af aminosyrer (g/16gN) i de 11 undersøgte prøver
Prøve	1	2	3	4	5
Alanin	3,34	4,37	4,19	4,35	4,33
Arginin	3,60	7,36	7,23	7,49	7,38
Asparaginsyre	7,79	11,51	10,85	11,25	11,33
Cystin	0,45	1,43	1,49	1,31	1,42
Glutaminsyre	24,15	19,24	18,06	18,11	19,23
Glycin	2,03	4,30	4,28	4,12	4,28
Histidin	2,89	2,62	2,66	2,55	2,50
Isoleucin	5,86	4,92	4,58	4,77	4,89
Leucin	10,37	7,92	7,48	7,89	7,97
Lysin	8,19	5,04	6,08	5,96	6,34
Methionin	3,42	1,26	1,56	1,36	1,30
Fenylalanin	5,21	5,04	5,42	5,01	4,94
Prolin	11,75	5,38	5,51	4,89	5,32
Serin	6,41	5,66	5,05	5,49	5,63
Threonin	4,45	3,93	3,89	3,94	3,91
Tyrosin	5,85	3,82	3,33	3,68	3,72
Valin	7,20	5,04	5,22	4,89	5,01

Tabel 3. Indhold af aminosyrer (g/16gN) i de 11 undersøgte prøver - fortsat
Prøve	6	7	8	9	10	11
Alanin	4,55	4,24	4,24	2,01	2,01	2,05
Arginin	7,60	7,21	7,21	5,66	5,66	5,84
Asparaginsyre	11,54	11,12	11,12	9,13	9,13	5,94
Cystin	1,36	1,44	1,44	1,18	1,18	1,20
Glutaminsyre	19,05	18,55	18,55	15,88	15,88	14,60
Glycin	4,27	4,30	4,30	1,99	1,99	2,45
Histidin	2,35	2,53	2,53	0,88	0,88	1,83
Isoleucin	4,95	4,80	4,80	1,43	1,43	1,25
Leucin	7,94	7,75	7,75	1,86	1,86	1,48
Lysin	5,90	5,89	5,89	1,91	1,91	1,39
Methionin	1,37	1,21	2,71*	0,46	0,46	0,31
Fenylalanin	5,28	4,84	4,84	2,85	2,85	2,88
Prolin	5,24	5,25	5,25	2,60	2,60	2,32
Serin	5,61	5,54	5,54	1,80	1,80	1,20
Threonin	4,01	3,80	4,60*	1,29	1,29	0,83
Tyrosin	3,86	3,63	3,63	2,23	2,23	3,07
Valin	5,13	4,93	4,93	1,46	1,46	1,22
*: Ekstra tilsat i syntetsik form

Af tabel 3 fremgår det, at indholdet af aminosyrerne lysin, threonin, methionin og cystin er meget lavthvorfor proteinet i LMW-fraktionen må have en negativ effekt på det samlede foders proteinkvalitet. I diæter tilsat LMW-forbindelser (9, 10 og 11) er det primært SF-værdierne der har været negativt påvirket. Dette er specielt tilfældet for ekstraktionsstoffer fra Hi-Pro (diæt 9 og 10). Dette gælder også for energiens fordøjelighed. LMW-fraktionerne fra sojaskrå (hold 11) havde ikke nær den samme negative effekt. Det kan endvidere ses af tabel 3, at indholdet af samtlige aminosyrer i LMW-fraktionerne (prøve 9, 10 og 11) er meget lavt, hvorfor NPN-fraktionen må være uforholdsmæssig høj.

Med hensyn til tanninbestemmelserne er disse udført efter den officielle metode (AOAC), men den medtager både uønskede/ernæringshæmmende phenolforbindelser såvel som visse ønskede essentielle næringsstoffer. Yderligere behandling af dette problem vil blive præsenteret i anden sammenhæng.

Sojaprotein har en mere velbalanceret aminosyresammensætning end tilfældet er for de fleste bælgplanter, der normalt anvendes som foder og fødemidler. Indholdet af methionin og threonin er imidlertid væsentlig lavere end behovet, hvorfor BV i sojaprotein er langt lavere (ca. 70) sammenlignet med f.eks. en BV på ca. 90 i rapsprotein. Ved at tilsætte både methionin og threonin i syntetisk form til ekstraheret sojaskrå (hold 8) steg BV til 92,6.

Det skal endvidere fremhæves, at energiens fordøjelighed i de forskellige produkter varierede meget. I Hi-Pro sojamel fordøjedes energien over 90 pct., medens energien i Protao kun blev fordøjet med 79,9 pct. Sojaskrå havde de laveste værdier for fordøjelig energi.

Tabel 4.		Proteinkvalitet og fordøjelig energi af de 11 prøver (tabel 1) samt levende vægte for dyrene ved forsøgets afslutning (gns. værdier)
Prøve	SF (pct.)		BV (pct.)	NPU (pct.)	Fordøjelig energi (pct.)	Levende vægt (g)
1	100,5		87,6	88,0	98,9	95,3
2	90,7		70,6	64,1	80,2	87,6
3	92,0		66,9	61,7	76,7	85,7
4	91,5		66,0	60,4	90,1	88,1
5	96,0		67,6	64,9	79,9	86,7
6	93,0		65,4	60,8	90,5	87,4
7	92,6		71,3	66,0	69,0	89,1
8	95,2		92,6	88,2	73,7	97,5
9	95,3		90,5	86,2	91,3	98,6
10	91,3		93,7	85,5	89,3	89,2
11	99,4		91,9	91,3	96,2	97,0

Tabel 5 viser resultaterne fra bestemmelsen af proteininhibitoraktiviteten i nogle sojaprodukter. De anvendte enzympræparater blev isoleret fra rottepancreas, hvor homogenaterne var aktiverede ved stuetemperatur i 3 dage før isolering af trypsin og chymotrypsin.

Trypsininhibitoraktiviteten var ret lav i de undersøgte prøver, og der var ingen målelig aktivitet i fraktionen med de lavmolekulære stoffer. Koncentrationen af chymotrypsininhibitorer var dog noget højere. Der er ikke nogen ernæringsskadelige effekter, der kan forklares ud fra de fundne proteininhibitoraktiviteter.

Det må imidlertid fremhæves, at inhibitoraktiviteterne overfor enzymerne fra rotter ikke er identisk med de aktiviteter, vi tidligere har fundet med de samme ekstrakter anvendt overfor tilsvarende enzymer fra andre dyrearter.

Det kan konkluderes at sojabønner og sojaskrå kvalitetsmæssigt kan forbedres ved procesteknisk behandling. Det generelt for høje indhold af proteininhibitorer kan reduceres til et acceptabelt niveau ved varmebehandling. Ved ekstraktion af lavmolekulære stoffer kan man yderligere forbedre kvaliteten - specielt til dyr som spædkalve og mink - der er følsomme over for visse stoffer i sojaprodukter. Der er således gode grunde til at søge de uønskede stoffer identificeret og beskrevet med henblik på analysemæssige kontrolmetoder. Endvidere ville det være ønskeligt, at finde en billigere procesteknisk løsning, idet ekstraktion er en bekostelig proces. Det skal også fremhæves, at der er store forskelle på partier af sojabønner/sojaskrå med hensyn til indholdet af lavmolekulære stoffer.

Tabel 5.	Proteinhibitorindhold i visse aktuelle sojaprodukter målt overfor trypsin og chymotrypsin fra rottepancreas (U (i)/100 g sojaprodukt)*
		Inhibitor units overfor
Prøve		Trypsin	Chymotrypsin
Varmebehandlede sojabønner		95	-
Sojaskrå		58	250
Hi-Pro sojamel		78	-
Protao		9
Danpro-A		34	490
Soycomill		48	470
HMW-fraktionen af sojaskrå		68	250
LMW-fraktionen af sojaskrå		0	-
* 1. U (i) = inhibitor unit = inhibitormængde af 1 U af henholdsvis trypsin og chymotrypsin

Reference

Bjerg, B., Eggum, B. 0., Jacobsen, I., Olsen, O. & Sørensen, H. 1984: Protein quality in relation to antinutritional constituents in faba beans (Vicia faba L ). The effects of vicine, convicine and dopa added to a standard diet and fed to rats. Z. Tierphysiol., Tierernährg. u. Futtermittelked. 51, 275-285.

Ernæringsmæssig kvalitet af varmebehandlede og ekstraherede sojabønneprodukter