Результат интеллектуальной деятельности: Карамель с начинкой функционального назначения, обладающая гиполипидемическими свойствами, способная улучшать процессы памяти

Изобретение относится к области пищевой промышленности и касается технологии производства сахаристых кондитерских изделий. Изобретение может быть использовано для получения пищевого функционального продукта, применяемого для непосредственного употребления в пищу в качестве профилактического продукта.

Известен фосфолипидный пищевой продукт «Витол-коктейль», состоящий из растительных фосфолипидов, лимонной кислоты, жирорастворимых витаминов, вкусоароматических добавок и сахара или его заменителя [Патент РФ, №2134986, МПК A23D 9/00, 9/02, 9/013, опубликованный 27.08.1999, Бюл. №24].

Недостатком известного фосфолипидного пищевого продукта является недостаточно высокие гиполипидемические свойства.

Известные лекарственные карамели содержат природные или синтетические лекарственные вещества такие как, йод [Патент РФ, №2168906, МПК A23G 3/00, опубликованный 20.06.2001, Леденцы йодированные], экстракты растений, эфирные масла [Заявка на патент РФ №2003122261, МПК A61K 35/78, А61Р 37/04, опубликована 27.01.2005, Иммуностимулирующее средство; Заявка на изобретение №96105803, МПК A23G 3/00, опубликована 10.04.1998, Леденцы лакричные и способ их производства], витамины и карамельную основу (сахар, патоку, лимонную кислоту, ароматическую эссенцию).

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является состав леденцовой карамели под названием "Витаминизированная", [Патент РФ №2140161, МПК A23G 3/00, опубликованный 27.10.1999, Состав и способ получения витаминизированной леденцовой карамели], содержащий сахар-песок, патоку, кислоту лимонную, ароматизатор и дополнительную витаминную добавку в виде смеси витаминов С, В1, В2, В5, В6, В12, Bc, РР, Н, Е. Указанные компоненты представлены в следующем соотношении (таблица 1):

При производстве карамели готовую карамельную массу уваривают, охлаждают, вводят ароматические и витаминные добавки, проминают, образуют карамельный батон, калибруют жгут, формуют карамель и охлаждают. Уваривание массы ведут до влажности 1,0-2,0% и охлаждают до 92-95°C, затем вводят витамины и формуют готовую карамель. Недостатком данной карамели является значительное содержание сахара, что способствует развитию кариеса, а также искусственные ароматизаторы и пищевые красители. В качестве начинки используют плодово-ягодное сырье, полученное методом уваривания и имеющее практически нулевую пищевую ценность.

Указанные витамины в рецептуре относятся к группе водорастворимых витаминов. Они обеспечивают жизненные процессы (С), участвуют в обмене веществ в организме (B1), (В2), (В5), способствуют укреплению нервно-психического состояния человека. Существенным недостатком данной карамели является наличие в ее составе незначительного количества витаминов, а также отсутствие в составе компонентов, способствующих улучшать процессы памяти.

Задачей настоящего изобретения является разработка карамели с начинкой, которая обладает гиполипедимичекими свойствами, и способна улучшать процессы памяти, за счет включения в рецептуру фосфолипидно-минерального комплекса «Витол-ФЭИ-Са» и БАД «Селенобел».

Задача изобретения достигается тем, что разработан пищевой функциональный продукт - карамель с начинкой, массой 3,5-4,0 г, обладающий гиполипидемическими свойствами, способный улучшать процессы памяти.

Карамель с начинкой содержит: сахар, воду, сироп глюкозный, растительный фосфолидно-минеральный комплекс «Витол-ФЭИ-Са» (ТУ 9185-006-02069349-2011), БАД «Селенобел» международное название - диацетофенонилселенид (рег. №10/11/1294 от 30.11.2010 Республика Беларусь), концентрат плодов калины красной, концентрат плоды брусники, концентрат из цветов и листьев кипрея узколистного. Указанные компоненты представлены в следующем количестве массы (таблица 2):

Таким образом, сущностью изобретения является то, что в заявляемом изобретении по сравнению с известным:

- соотношение ингредиентов карамели с начинкой получено при помощи математического моделирования ингредиентного состава рецептур (использовали критерий Пирсона);

- содержание начинки увеличено до 50,0% для снижения содержания сахара в карамели и повышения физиологического воздействия;

- натуральное дикорастущее растительное сырье - ягоды брусники, калины, цветы и листья кипрея узколистного;

- предусмотрена технология получения начинки без способа тепловой обработки (уваривания), а при помощи процессов экстракции и сублимации;

- начинка содержит растительный фосфолипидно-минеральный комплекс «Витол-ФЭИ-Са», БАД «Селенобел».

Техническим результатом изобретения является получение пищевого функционального продукта - карамели с начинкой, обладающего гиполипидемическими свойствами, способного улучшать процессы памяти.

Данные, характеризующие гиполипидемическое действие заявляемого пищевого функционального продукта, подтверждены в опытах на белых крысах, 25% суточного кормового рациона которых обеспечивалось заявляемым пищевым функциональным продуктом. Кормление проводили по принципу «вволю» со свободным доступом к воде.

Опыты выполнены на 4 группах мышей:

- группа 1-я (контроль интактный) - животные получали полноценный рацион;

- группа 2-я - мыши получали тот же рацион и ацетат;

- группы 3-я, и 4-я получали рацион, содержащий функциональный напиток в количестве суточной потребности витаминов и селена (0,00134 мкг на 100 г массы тела), а также превышающую ее в 2 раза (0,00268 мкг на 100 г массы тела). Эти дозы эквивалентны профилактической, лечебной дозе.

На фиг. 1 (изменение содержания холестерина в: 1 - пробе крови и 2 - печени) приведены данные, характеризующие влияние исследуемой карамели с начинкой на обмен холестерина.

Из приведенной диаграммы видно, что включение в рацион карамели с начинкой приводит к достоверному снижению холестерина в плазме крови и тенденции к снижению его в печени мышей (таблица 3). Это объясняется тем, что в составе карамели с начинкой содержится большое количество пищевых волокон и полиненасыщенных жирных кислот, обладающих гипохолестеринемическим эффектом.

Кровь в группах 2-4-й брали через 2, 4 и 6 недель от начала опыта, у контрольных - на 3 неделе (т.е. в середине опыта). При забое животных в конце опыта и проведение патологоанатомического изучения внутренних органов не отмечено патологических изменений.

Результаты исследования гипохолестеринемических свойств карамели с начинкой приведены в таблице 3.

Снижение массовой доли холестерина в плазме крови и печени подопытных животных, за счет введения в рацион карамели с начинкой, содержащей растительные пищевые волокна, фосфолипиды, профилактическую или лечебную дозы селена свидетельствует также о влиянии продукта на обмен холестерина.

Таким образом, гиполипидемическое действие заявляемого пищевого функционального продукта поясняется примерами, исходным показателем в которых служил состав продукта, а экспериментально определяемыми показателями - снижение массовой доли триацилглицеринов в сыворотке крови и снижение массовой доли триацилглицеринов в печени, таблица 4.

Как видно из данных таблицы, заявляемый пищевой функциональный продукт проявляет более высокие гиполипидемические свойства по сравнению с известным продуктом и может быть рекомендован для непосредственного употребления в пищу в качестве самостоятельного профилактического средства или на фоне общей диетотерапии.

Заявляемый продукт поясняется примерами.

Пример 1

Последовательность технологических процессов производства карамели с начинкой: В начале процесса смешивают 9 г воды, 29 г сахара смесь доводят до кипения, добавляют 12 г сиропа глюкозного, уваривают до 145-152°C, карамель снимают с огня выливают на мраморный стол, охлаждают до 80°C, вытягивают для придания непрозрачного вида, и насыщения воздухом, раскатывают на прямоугольные пласты, заполняют подготовленной смесью из расчета 50% начинки, 50% оболочки, соединяют края, штампуют конфеты размером 1,0×0,5 см.

Приготовление начинки: плоды калины красной, плоды брусники, цветы и листья кипрея узколистного сортируют, моют, измельчают до размеров 0,1-0.15 мкм. Из цветов и листьев кипрея узколистного готовят концентрированный настой из расчета 20 г растения на 50 г воды с температурой не выше 50°C. Настаивают не более 20 мин., замораживают раствор до t=-18°C, подвергают сублимационной сушке в течение 3,0 часов, до содержания влаги 15-18,0%. Смешивают порошкообразный концентрат с концентратами плодов брусники и калины красной в указанных соотношениях, добавляют фосфолипидно-минеральный комплекс и БАД «Селенобел», перемешивают и сушат в распылительной сушилке 20 секунд.

Установлено, что после регулярного приема карамели с начинкой в течение 30 дней на обед, после основного приема пищи, у школьников отмечалось повышение концентрации внимания и снижение утомляемости в течение дня. Результаты исследования представлены в таблице 5.

Следует отметить, что после потребления карамели с начинкой снизился интервал варьирования правильных ответов школьников, обусловленный проведением теста в начале или в конце учебного дня, что, вероятно, обусловлено снижением утомляемости школьников при потреблении карамели.

Использование карамели с начинкой возможно в любом возрасте, так как не выявлено побочных эффектов, а также привыкания организма к данному продукту.

Пример 2

В таблице 6 представлен состав биологически активных веществ в используемом растительном сырье.

На основании вышеизложенного можно констатировать, что дикорастущие растения представляют многокомпонентные системы со сложным характером взаимодействия между собой, которые могут встраиваться в физиологическую систему клетки человеческого организма, интегрируясь с ней, формируя новые соотношения и взаимодействия между всеми компонентами системы [6, 7].

Пример 3

Целесообразность разработки карамели с начинкой обусловлена результатами изучения фактического питания, и состояния здоровья школьников.

Исследования по изучению фактического питания детей и подростков в образовательных учреждениях были проведены в 26 районах Тюменской области, как в городах, так и в сельской местности, в образовательных учреждениях.

Для определения оценки соответствия фактического питания в образовательных учреждениях использовали физиологические нормы потребления пищевых веществ в двух возрастных группах от 7 до 14 лет и с 14 до 18 лет. Определен процент удовлетворения суточной потребности. Исследования отражены на фиг. 2, где 1 - белки, 2 - жиры, 3 - углеводы, 4 - фосфолипиды, 5 - пищевые волокна.

Из данных фиг. 2 следует, что наибольший процент удовлетворения физиологическим потребностям школьников отмечен по углеводам (117,0 и 92,6% соответственно); значительно меньше удовлетворяется потребность в белках (43,1 и 38,3% соответственно), жирах (41,2 и 37,4% соответственно).

Определен процент удовлетворения суточной потребности в минеральных веществах, данные исследования отражены на фиг. 3.

Из данных фиг. 3 следует, что среди, минеральных веществ самый высокий процент удовлетворения - в железе (63,6 и 59,4%) и в магнии (53,1 и 48,2% соответственно).

Это объясняется значительным потреблением школьниками зерномучных товаров (гарниры из каш), богатых железом, а также супов, воды или напитков, содержащих значительное количество данных минеральных элементов. Самый низкий процент удовлетворения потребности школьников всех возрастов в йоде (15,1 и 10,6% соответственно) и в селене (10,2 и 8,3% соответственно), что объясняется дефицитом природного йода и селена в почве, в воде и в продуктах питания.

Процент удовлетворения потребности в витаминах ниже установленных Институтом питания норм. В витамине А потребность удовлетворяется на 30,2 (возраст 7-14 лет) и на 21,5% (возраст 15-18 лет); в витамине С - на 24,7 и 20,8% (школьники в сельских столовых практически не употребляют фрукты, в меню недостаточно салатов из свежих овощей, богатых витамином С).

Представленные данные о фактическом питании школьников лишь косвенно могут информировать о влиянии структуры питания на заболеваемость в целом. Установлено, что при существующем пищевом рационе в образовательных учреждениях наблюдался стабильный рост числа заболеваний по всем исследуемым классам.

Были проведены маркетинговые исследования для изучения предпочтений школьников при выборе продуктов питания. Установлено, что предпочтения к группе продуктов как кондитерские изделия в разные годы обследования остаются стабильными и достаточно высокими.

Пример 4

Учитывая, что в пищевом статусе школьников наблюдается очень низкий уровень удовлетворения рекомендуемой физиологической нормы фосфолипидов (менее 20%), а также учитывая высокую заболеваемость школьников болезнями нервной системы и интенсивных умственных и психоэмоциональных нагрузок. Обосновано использование для обогащения начинки для карамели из физиологически ценного растительного сырья БАД «Витол-ФЭИ-Са» как источника физиологически активных ингредиентов - фосфатидилсерина и биодоступного магния. Учитывая высокую усвояемость фосфолипидов, дефицитные минеральные элементы, целесообразно вводить совместно в состав ФПП в виде комплексных соединений с фосфолипидами.

Разработаны экспериментальные технологические режимы получения комплексных соединений фосфолипидов с ионами дефицитных металлов кальция или магния в виде продукта БАД «Витол-ФЭИ-Са» или БАД «Витол-ФЭИ-Mg».

Технология получения фосфолипидно-минерального комплекса заключается в диспергировании БАД «Витол-ФЭИ» в воде в соотношении 1:3 при температуре 45°C, последовательном вводе хлоридов цинка, двухвалентного железа и кальция в виде водных растворов концентрацией 20% и экспозиции полученной смеси при интенсивном перемешивании, последующей полировочной фильтрации, сушки, охлаждении и измельчении высушенного охлажденного. Технология представлена в таблице 7.

Пример 5

Для создания многокомпонентных смесей с заданным комплексом физиологически функциональных свойств необходимо рассчитать наиболее полную сбалансированность сырьевых ингредиентов по широкому кругу содержащихся в них химических элементов и биологически активных веществ. Важную роль в решении этой проблемы играет правильный выбор сырьевой базы, место и время сбора, соотношение ингредиентов.

Для разработки математической модели оптимальной рецептуры порошкообразного начинки использовали критерий Пирсона. Рассмотрим оптимальную дискретную случайную величину К, заданную законом (функцией) распределения, представленную в таблице 8.

Где, X - значение величины, показывающее содержание исследуемого ингредиента в сырье, в зависимости от суточной нормы потребления, выраженная в виде десятичной дроби;

р - постоянная величина, характеризующая суточные нормы потребления исследуемых ингредиентов, выраженная в миллиграммах.

Найдем математическое ожидание значения дискретной случайной величины, представленной в виде эталона К:

К=15*1.0+90*1.0+5*1.0+400*1.0+1000*1.0+70*1=1580

Значение эталона Кэ - дискретная случайная величина, полученная максимальным теоретическим перечнем всех возможных значений, содержащихся в выбранных наиболее важных ингредиентах и их вероятностей.

Составим перечень всех возможных значений К, в зависимости от функций распределения вероятностей, т.е. содержания эмпирического количества ингредиента в конструируемой рецептуре карамели с начинкой. Если Кх - действительное число, то вероятность события, состоящего в том, что Кэ примет значение, меньшее Кх, то есть Кх<Кэ, обозначим через F(x). Если будет изменяться Кх, то изменяться будет и F(x) - функция, зависящая от содержания в рецептуре компонентов X, т.е.

F(x)=P(Kx<Kэ)

Геометрически это равенство можно представить в виде оси, где F(x) - есть вероятность того, что случайная величина Кх примет значение, которое изображается на числовой оси точкой, лежащей левее точки Кэ. Иногда вместо термина «функция распределения» используют термин «интегральная фукция». В таблице 9 представлены случайные величины Xn, показывающие количественное значение искомых ингредиентов в различных рецептурах БПКН.

В таблице 10 представлены коэффициенты, показывающие содержание витаминов и минеральных веществ в рецептурах, зависимости от суточной величины.

Найдем Kn

КХ1=90,0×0,9+15,0×0,02+15×0,5+1000×0,1+70×0,04+400×0,03=81+0,3+7,5+100+2,8+12=203,6

Относительная величина будет определяться, как К1=КХ1:Кэ, где Кэ - показатель, отражающий эталон, т.е. суточное содержание нутриентов в данной рецептуре.

К1=203,6:1580,0=0,13,

КХ2=90,0×1,2+0,02×15,0+15,0×0,7+1000,0×0,1+70,0×0,04+400,0×0,05=108+0,3+10,5+100+2,8+20=241,6

К2=241,6:1580,0=0,15

КХ3=90×1,4+15,0×0,09+15×0,85+1000×0,09+70×0,04+400×0,1=126+1,35+12,75+90+2,8+40=272,9

К3=272,9:1580,0=0,17

Как показали расчеты, наибольший удельный вес физиологически функциональных ингредиентов, содержащихся в начинке, содержится в третьей рецептуре.

Таким образом, показано, что употребление карамели с начинкой способствовало повышению обеспеченности школьников дефицитными макро и микронутриентами. Представленные данные свидетельствуют об эффективности карамели с начинкой заявленного состава.

Используемая литература

1. Кудрин А.В. Иммунофармакология микронутриентов / А.В. Кудрин, А.В. Скальный, А.В. Жаворонков. - М.: Медицина, 2000. - 537 с.

2. Питание в профилактической медицине: основные синдромы недостаточности питания, эпидемиология и пути борьбы с ними / под ред. Г.Х. Битона, Д.М. Бенгоа. - М.: Медицина, 1985. – 380.