Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЙОГУРТА С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Изобретение относится к молочной промышленности и касается производства йогурта с функциональными свойствами за счет повышенного содержания в нем биологически ценных веществ молозива.

По своему составу молозиво значительно отличается от обычного молока. Молозиво обладает высокой концентрацией биологических и иммуноактивных веществ, а также содержит целый ряд уникальных компонентов, которые не встречаются больше ни в одном другом пищевом продукте [1]:

- Иммуноглобулины (антитела) - это антитела широкого спектра, защищающие организм от бактерий, болезнетворных микробов, грибков, плесени, простейших, вирусов и аллергий. Молозиво коров содержит все 5 существующих групп иммуноглобулинов. Иммуноглобулины - белки, нейтрализующие большинство инфекционных возбудителей и токсинов в нашем организме. Для нейтрализации каждого вида бактерий, вирусов и токсинов в организме вырабатываются свои собственные и неповторимые по структуре иммуноглобулины. Каждый отдельный вид иммуноглобулинов действует строго избирательно, например только против вирусов клещевого энцефалита, только против вирусов гриппа, только против стафилококковых токсинов и т.д. Иммуноглобулины могут оказывать свое нейтрализующее действие в минимальных концентрациях. Так, например, для нейтрализации одного вируса достаточно всего лишь одной молекулы иммуноглобулина (или 500-1500 молекул противовирусного препарата). И это при том, что иммуноглобулины являются абсолютно безвредными, тогда как большинство антибиотиков и противовирусных препаратов сами по себе очень токсичны. Иммуноглобулины способны вместе с кровью проникать в любые, даже самые далекие уголки нашего организма и везде настигать «агрессоров». Из глобулинов самым многочисленными и хорошо изученными являются классы иммуноглобулинов А и G. Иммуноглобулины G действуют в крови и в тканях нашего тела, и именно они нейтрализуют до 99% инфекционных возбудителей и токсинов, попадающих в наш организм [2, 3].

- Трансфер-факторы - это молекулы «иммунной памяти», которые обучают организм бороться с теми инфекциями, с которыми ему еще только предстоит встретиться. Клетки, содержащие иммунную информацию, имеют короткий жизненный цикл, но в процессе своей жизнедеятельности постоянно вырабатывают укрепляющие иммунную систему трансфер-факторы, необходимые для обучения новых клеток. Именно через молозиво мать передает ребенку опыт взрослого организма, который уже справился с тысячами инфекций.

- Лактоферин - это исключительно мощный антивирусный и антибактериальный агент, обладает антиоксидантным действием, пребиотический фактор, обеспечивающий рост или нормализацию кишечной микрофлоры организма [4, 5].

- Цитокины - укрепляют иммунную систему, стимулируют производство иммуноглобулинов, обладают противовоспалительным и противоопухолевым действием, облегчают боль.

- Интерлейкины - защищают от воспалительных заболеваний.

- Лактоальбумины - эффективны против различных вирусов и опухолей.

- Лизоцимы - естественные антибиотики.

- Факторы роста стимулируют нормальный рост, способствуют регенерации и ускоряют восстановление мышц, кожи, костей, хрящей и нервных клеток. Регулируют уровень сахара в крови. Факторы роста эпителиальной ткани предохраняют и укрепляют кожу, способствуют заживлению язв и укрепляют слизистые оболочки дыхательной и пищеварительной систем.

- Инсулиноподобные факторы роста регулируют уровень содержания холестерина и сахара в крови, способствуют увеличению мышечной массы и восстановлению ДНК и РНК, замедляют старение.

- Трансформирующие факторы роста стимулируют деление клеток в соединительной ткани и содействуют образованию хрящей и костного вещества.

- Гормоны роста - имеют огромное значение для правильного роста детей, для достижения максимального генетического потенциала, для регенерации всех тканей и для замедления процессов старения.

- Эндорфины - уникальные обезболивающие вещества; защитники нашего организма от стрессов; повышают устойчивость к физической нагрузке и регулируют наше настроение, гормоны радости.

- Фосфолипиды - это важные составляющие клеточной мембраны.

- Нуклеотиды - регуляторные вещества, без которых невозможен синтез ДНК и белков, а значит, рост, развитие и обновление клеток организма.

- Ангиогенин - белок, запускающий механизм интенсивного образования кровеносных сосудов в поврежденных органах (инсульт, инфаркт, ишемическая болезнь сердца), а также участвует в защите организма при стрессовых ситуациях.

- Аминокислоты - строительные блоки, из которых строятся белковые структуры, мышечные волокна. В том числе: пролин - важен для регуляторных пептидов иммунной системы, таурин - необходим для развития головного мозга.

Молозиво считают анормальным молоком, так как резкое изменение физиологического состояния животного в начале и конце стадии лактации сопровождается образованием секрета, состав, физико-химические, органолептические и технологические свойства которого значительно отличаются от этих же показателей нормального молока. Согласно требованиям Регламента молоко, полученное в первые и последние семь дней стадии лактации, не подлежит приемке. Поэтому сбор свежевыдоенного молозива должен проводиться отдельно от молока, охлаждаться до 1-3 °С и перерабатываться в функциональные продукты с обязательной, отдельной от молока, низкотемпературной термизацией молозива, и соблюдением соотношений смешивания молока и молозива.

В молозиве (колоструме) по сравнению с молоком содержится в 3...5 раз больше белков (60...80 % которых составляют сывороточные белки, главным образом иммуноглобулины), почти в 1,5 раза больше жира и минеральных веществ, но меньше лактозы (табл. 1). Кроме того, в нем содержится больше, чем в обычном молоке, фосфолипидов (в 3...5 раз), каротина (в 3,5...4 раза), витаминов (А, Е, D, В₂, С и др.), макро- и микроэлементов (Са, Mg, P, Fe, Cu, Zn, Со и др.), ферментов (каталазы, лактопероксидазы, ксантиноксидазы и др.), лизоцима, лактоферрина, лейкоцитов (нейтрофилов) и других защитных факторов, предохраняющих организм от заболеваний и отравлений.

Таблица 2. Состав молозива

Отличие технологических свойств молозива от свойств нормального молока заключается в следующем. Молозиво имеет мелкие шарики жира и измененный состав жира: по сравнению с жиром молока жир молозива содержит больше кислот группы С₁₈ и меньше кислот С₄...С₁₂, поэтому имеет более высокую температуру плавления и застывания и т.д. Вследствие наличия большого количества термолабильных сывороточных белков оно свертывается при высокотемпературном нагревании.

В настоящее время А.Г. Храмцов и другие исследователи заинтересовались защитными веществами (антибактериальными факторами) коровьего молозива. Они считают, что молозиво полезно не только новорожденным телятам, но и детям, спортсменам, пожилым людям, больным туберкулезом, язвой желудка и диабетом [6].

Молозиво коровы биологически подходит для всех млекопитающих, включая человека, а содержание иммунных факторов в нем в 40 раз выше, чем у женщины. На 01.04.2013 г. в Вологодской области насчитывалось 72,4 тыс. молочных коров. За 5 дней лактации молозива, которого выдаивают в среднем 15-20 л в сутки, теленку требуется 4-7 л. За год излишки молозива составляют по области 3620 тыс. л [7].

Однако использование молозива остается ограниченным, так как оно является скоропортящимся продуктом, а технологии получения на его основе консервации кислотами, сухого концентрата или выделение и очистка отдельных фракций без существенных изменений состава и качества являются дорогостоящими [8, 9]. Благодаря развитому рынку мини-холодильников сохранение и транспортировка молозива до переработки в йогурт не представляет технической сложности и обеспечивает сохранение всех биологически ценных веществ в течение срока годности йогурта.

Известен способ производства кисломолочного продукта, преимущественно йогурта, согласно которому цельное молоко смешивают с сухим обезжиренным молоком, в полученную смесь вводят гидроколлоиды, гомогенизируют, подвергают тепловой обработке при 80-140°С в течение от 3 с до 15 мин, затем охлаждают до 20-43°С, вносят закваску, сквашивают до рН 4,0-4,6, охлаждают, вносят фруктовый наполнитель, доохлаждают и фасуют [10].

Недостаток данного способа производства кисломолочного продукта, преимущественно йогурта, заключается в получении продукта с невысокой пищевой ценностью.

Известен способ производства йогурта, включающий внесение в смесь цельного молока с сухим обезжиренным молоком гидроколлоидов, гомогенизацию смеси, пастеризацию, охлаждение до 32-43°С, внесение закваски, сквашивание до рН 4,0-4,55, охлаждение, внесение фруктового наполнителя, фасовку и доохлаждение в течение 8-16 часов, перед составлением смеси молоко пастеризуют при температуре 80-90°С в течение 3 с и охлаждают, в качестве гидроколлоидов используют комплексную стабилизирующую систему, одновременно с гидроколлоидами вносят подслащивающий компонент, пастеризацию смеси проводят при температуре 94-98°С с выдержкой 2-10 мин, в качестве закваски используют комбинации культур прямого внесения, сквашивание проводят в течение 4-7 часов, после охлаждения смесь резервируют, внесение наполнителя осуществляют в потоке, одновременно с наполнителем вносят витаминную или минеральную пищевую добавку, перед фасовкой осуществляют термизацию смеси при температуре 65-84°С с выдержкой 10-30 с и последующее охлаждение до температуры 18-22°С [11].

Недостатком данного способа производства йогурта является отсутствие эргогенного эффекта.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ получения йогурта, включающий нормализацию цельного молока, внесение в нормализованное молоко одновременно гидроколлоидов - комплексной стабилизирующей системы - и подслащивающего компонента, гомогенизацию смеси, пастеризацию при температуре 94-98°С с выдержкой 2-10 мин, охлаждение до температуры 32-43°С, внесение закваски - комбинации культур прямого внесения, сквашивание до рН 4,0-4,55 в течение 4-7 часов, охлаждение, внесение фруктового наполнителя в потоке, термизацию смеси, последующее охлаждение до температуры 18-22°С, фасовку и доохлаждение в течение 8-16 часов, после нормализации молока проводят бактофугирование, термизацию смеси осуществляют при температуре 55-62°С, с выдержкой 10-30 с, а перед фасовкой асептически вносят креатин в количестве 8-10 кг [12].

Способ производства йогурта осуществляется следующим образом: цельное молоко принимают по массе и качеству, охлаждают до температуры 4+2°С и подают в резервуар для хранения (не более 6 часов), далее молоко нагревают до температуры 55+2°С и подают на очистку, затем молоко нормализуют в потоке и подвергают бактофугированию. Часть нормализованного молока резервируют, вносят гидроколлоиды, в качестве которых используют комплексную стабилизирующую систему «Стемикс Ойл», включающую крахмал модифицированный, желатин, пектин, концентрат молочного белка или «Стемикс Ультра», включающий модифицированный крахмал, гуаровую камедь, пектин, концентрат молочного белка, или «Мультек МТ», включающую модифицированный крахмал, гуаровую камедь, пектин, пищевой желатин, концентрат молочного белка. Одновременно с гидроколлоидами в смесь вносят подслащивающий компонент. Затем полученная смесь смешивается в потоке с нормализованным молоком и поступает в гомогенизатор. Гомогенизация осуществляется при давлении 20-25 МПа. Далее смесь пастеризуют при температуре 94-98°С с выдержкой 2-10 мин. Смесь охлаждают до температуры заквашивания 38±2°С и направляют в резервуары для сквашивания. Вносят комбинации заквасок прямого внесения (DVS) в потоке, смесь перемешивают в течение 15 мин и оставляют в покое на 35±5 мин, еще раз перемешивают в течение 15 мин и оставляют в покое до сквашивания. Сквашивание осуществляют в течение 6±1 часов и прекращают при образовании достаточно прочного сгустка и активной кислотности рН 4,2±0,2. Сквашенный продукт охлаждают до температуры 20±2°С. Фруктовый наполнитель, в качестве которого используют асептические обработанные и специально подготовленные фрукты и ягоды, хранившиеся при температуре 4±2°С, вносят в сквашенный продукт в потоке, полученную смесь подают на термизацию при температуре 60±2°С с выдержкой 20 с и последующее охлаждение до температуры 20±2°С. После охлаждения ассептически вносят креатин. Чувствительные ингредиенты, добавляемые до наполнения, впрыскиваются в продукт через специальное устройство наполнительного аппарата, измеряющее поток впрыскивания и его скорость. Этот процесс гарантирует жизнеспособность и стабильность жарочувствительных функциональных ингредиентов, что устраняет необходимость дополнительных добавок. Готовый продукт подают на фасовку с температурой 20±2°С и доохлаждают в течение 10±2 часов. При достижении продуктом температуры 4±2°С технологический процесс считают законченным. Продолжительность хранения йогурта составляет 90 сут.

При использовании предложенного способа производства йогурта повышается пищевая ценность йогурта за счет внесения креатина на заключительной стадии технологического процесса производства, вследствие чего получают продукт, обладающий эргогенным эффектом. Причем внесение креатина осуществляют в таких количествах, которые помогают поддерживать высокий уровень быстрого снабжения тела спортсмена энергией во время тренировок при употреблении 500 г йогурта. Данный способ позволяет повысить срок хранения йогурта за счет сокращения количества спорообразующих микроорганизмов в молоке и повышения его качества в результате процесса бактофугирования, а также изменения режимов термизации, что обеспечивает сохранение жизнеспособной микрофлоры йогурта и, следовательно, его пробиотические свойства.

Недостатком данного способа производства йогурта является низкий уровень приживаемости пробиотичекой микрофлоры в кишечнике потребителя, отсутствие свойств широкого спектра функционального действия.

Технической задачей изобретения является получение йогурта функционального назначения с широким спектром функционального действия, с высоким уровнем приживаемости пробиотичекой микрофлоры в кишечнике потребителя.

Функциональные свойства готовому продукту обеспечивает молозиво [1-3, 6].

Молозиво - многокомпонентная, полифункциональная субстанция, в которой содержатся биологически активные вещества: интерферон и иммуноглобулины; полипептиды с высоким содержанием пролина, регулирующие иммунную систему, или трансфер-факторы; инсулиноподобный гормон; фактор, замедляющий старение; вещества с кортизоноподобными свойствами; ростовой фактор; ферменты, липиды, олиго- и полисахариды, являющиеся пребиотиками, т.е. способствуют развитию нормофлоры кишечника.

Технический результат достигается тем, что в способе производства йогурта, включающем нормализацию цельного молока, внесение в нормализованное молоко одновременно гидроколлоидов - комплексной стабилизирующей системы - и подслащивающего компонента, гомогенизацию смеси, пастеризацию при температуре 94-98°С с выдержкой 2-10 мин, охлаждение до температуры 32-43°С, добавление предварительно термизованого молозива при температуре 45-55°С с выдержкой 2-10 мин в количестве 10-30% от массы смеси, внесение закваски - комбинации культур прямого внесения, сквашивание до рН 4,0-4,55 в течение 4-7 часов, охлаждение, внесение фруктового наполнителя в потоке, термизацию смеси, последующее охлаждение до температуры 18-22°С, фасовку и доохлаждение в течение 8-16 часов, после нормализации молока проводят бактофугирование, термизацию смеси осуществляют при температуре 55-62°С, с выдержкой 10-30 с, а перед фасовкой асептически вносят креатин в количестве 8-10 кг.

В таблицах 1, 2, 3, 4 приведены примеры рецептур предлагаемого йогурта, в зависимости от вида заквасок.

Таблица 1 - Рецептура 1 йогурта

Компоненты Рецептура на 1000 кг Молоко цельное с массовой долей жира 1% 771,30 774,30 771,30 Стабилизирующая система «Мультек МТ» 6,00 Стабилизирующая система «Стемикс Ойл» 2,00 Стабилизирующая система «Стемикс Ультра» 4,00 Закваска: комбинации культур прямого внесения: YF-L-702, L.casei-431, ВВ-12, в соотношении 1:1:1 0,6 Молозиво 100 Подслащивающий компонент: сахар-песок 47,10 47,10 47,10 Креатин 10,00 9,00 8,00 Фруктовый наполнитель 65,00 65,00 65,00

Таблица 2 Рецептура 2 йогурта

Компоненты Рецептура на 1000 кг Молоко цельное с массовой долей жира 1% 671,30 674,30 671,30 Стабилизирующая система «Мультек МТ» 6,00 Стабилизирующая система «Стемикс Ойл» 2,00 Стабилизирующая система «Стемикс Ультра» 4,00 Закваска: комбинации культур прямого внесения: ABY-3, L.casei-431, ВВ-12, в соотношении 1:1:1 0,6 Молозиво 200 Подслащивающий компонент: Сахар-песок 47,10 47,10 47,10 Креатин 10,00 9,00 8,00 Фруктовый наполнитель 65,00 65,00 65,00

Таблица 3 - Рецептура 3 йогурта

Компоненты Рецептура на 1000 кг Молоко цельное с массовой долей жира 1% 571,10 574,10 571,10 Стабилизирующая система «Мультек МТ» 6,00 Стабилизирующая система «Стемикс Ойл» 2,00 Стабилизирующая система «Стемикс Ультра» 4,00 Закваска: комбинации культур прямого внесения: YF-L-702, ABY-6, L.casei-431, ВВ-12, в соотношении 1:1:1:1 0,8 Молозиво 300 Подслащивающий компонент: сахар-песок 47,10 47,10 47,10 Креатин 10,00 9,00 8,00 Фруктовый наполнитель 65,00 65,00 65,00

Таблица 4 - Рецептура 4 йогурта

Компоненты Рецептура на 1000 кг Молоко цельное с массовой долей жира 1% 771,30 774,30 771,30 Стабилизирующая система «Мультек МТ» 6,00 Стабилизирующая система «Стемикс Ойл» 2,00 Стабилизирующая система «Стемикс Ультра» 4,00 Закваска: комбинации культур прямого внесения: АВТ-6, L.casei-431, ВВ-12, в соотношении 1:1:1 0,6 Молозиво 100 Подслащивающий компонент: сахар-песок 47,10 47,10 47,10 Креатин 10,00 9,00 8,00 Фруктовый наполнитель 65,00 65,00 65,00

В таблице 5 приведены органолептические показатели йогурта по предлагаемым рецептурам.

Таблица 5 - Органолептические показатели йогурта

Источники информации

1. Букас Л.М., Холод В.М. Сравнительная характеристика химического состава молозива коров разных отелов. - Известия Академии аграрных наук Республики Беларусь, № 1, 1999, с. 65-68.

2. Баранова И.П. Диссертация на соиск. к.т.н. - Код специальности ВАК: 06.02.04.- Физико-химический состав молока и иммуно-биологические свойства молозива в условиях промышленной технологии. - Дубовицы, - 1984, - 189 с.

3. Исламов Р.Р. Диссертация на соиск. к.б.н. - Код специальности ВАК: 06.02.01. - Белковый состав молозива у коров молочных пород и его влияние на рост новорожденных телят. - Казань, 2007, -123 с.

4. Зобкова З.С., Гаврилина А.Д., Зенина Д.В., Фурсова Т.П., Шеланинова И.Р. О некоторых параметрах процесса выделения лактоферрина из молока. - Молочная промышленность. - №9. - 2012 г. - с.46-47.

5. Самохина Л.С., Головин М.А., Комолова Г.С., Ганина В.И. и др. Антибактериальная активность лактоферрина из коровьего молока. - Молочная промышленность. - №7. - 2012 г. - с.56-57.

6. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. - СПб.: ГИОРД, 2001. - 320 с.

7. Отчет Администрации г. Вологды. Итоги работы организаций АПК и потребительсткого рынка Вологодской области за 1 квартал, 2013 г. - Режим доступа: http://vologda-portal.ru, свободный.

8. Трансфер Фактор XF™ Патент США №4 816 563. Свидетельство о государственной регистрации № 77.99.23.3.У.7085.12.04 от 10.12.04.

9. Способ получения сублимированных пищевых продуктов. Пат. 2275564 Российская Федерация. МПК F 26 В 9/06.

10. Патент 2130727 RU, МПК 6 А23С 9/12.

11. Патент 2280991 RU, МПК 6 А23С 9/12.

12. Патент 2366194 RU, МПК 6 А23С 9/12.