Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения основы для производства безалкогольного напитка

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, к способу получения основы для производства безалкогольного напитка и может быть использовано в производстве пищевых продуктов с лечебно-профилактическим действием на основе рационального использования ресурса с функциональными свойствами.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ переработки боенской крови с использованием ферментных препаратов или биомассы пивных дрожжей (см. Гидролиз как способ переработки боенской крови// Мясная промышленность. - 1994. №2. - с. 21-22).

Недостатком данного способа является трудоемкость и многооперационность технологии, необходимость предварительного выращивания дрожжевых культур или использования дорогостоящих ферментных препаратов, недостаточная глубина гидролиза суммарных белков крови, вызывающая необходимость применения последующего кислотного гидролиза белков для их полной деструкции, приводящей к разрушению некоторых ценнейших аминокислот и потере биологической ценности.

Известен способ переработки боенской крови, предусматривающий подготовку исходного сырья, внесение протеолитического ферментного препарата и проведение гидролиза до заданной степени конверсии с последующей термической обработкой, при этом исходную боенскую кровь предварительно стабилизируют, сепарируют и полученную плазму разводят водой в соотношении 1:1-1,2, гидролиз проводят в оптимальных для действия протеолитических ферментов в условиях с последовательным внесением 0,3-0,32% пепсина и по истечении 1,4-1,5 ч 0,3-0,32% протосубтилина, выдерживают 1,4-1,5 ч, а термическую обработку ведут патеризацией при 60-65°С в течение 20-30 мин. (см. патент RU №2128448, МПК A23J 3/30, опубл. 10.04.1999 г.).

Недостатком данного способа является сложность технологического процесса: трудоемкость и многооперационность.

Известен способ получения безалкогольного напитка по безалкогольному напитку, содержащему концентрат плодово-ягодный, подсластитель, органическую кислоту, ароматизатор, биологически активную добавку и воду, при этом в качестве подсластителя он содержит ксилитол, в качестве органической кислоты - лимонную кислоту, в качестве ароматизатора - пищевой ароматизатор с плодово-ягодным запахом, в качестве биологически активной добавки - гарцинию камбоджийскую, фукоидан и L-карнитин и дополнительно содержит соевый пептид, полидекстрозу и пищевой краситель при следующем содержании компонентов, кг на 100 кг напитка: концентрат плодово-ягодный - 0,3-0,5; соевый пептид -0,45-0,55; полидекстроза -6,0-,7,0; ксилитол -0,75-0,80; лимонная кислота 0,55-0,65; гарциния камбоджийская -0,20-0,30; фукоидан 0,025-0,035; L-карнитин - 0,25-0,35; краситель пищевой 1%-ный; ароматизатор с плодово - ягодным запахом -0,10-0,14; вода - остальное.

В способе получения безалкогольного напитка используют плодово - ягодный концентрат, выбранный из группы, включающий яблочный, апельсиновый, манго, клубничный, голубичный, ежевичный, гранатовый и земляничный концентраты.

В способе получения безалкогольного напитка используют пищевой ароматизатор, выбранный из группы, включающей яблочный, апельсиновый, манго, клубничный, голубичный, ежевичный, гранатовый и земляничный ароматизаторы (см. патент RU №2396033, МПК A23L 2/02, опубл. 10.08.2010 г.).

Недостатком данного способа получения безалкогольного напитка является, сложность и длительность технологического процесса, невысокая биологическая ценность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ получения основы для производства безалкогольных напитков, включающий использование натурального белкового сырья, предварительную обработку, составление рецептуры, пастеризацию, при этом в качестве сырья используют пастеризованную при 65-70°С в течение 20-30 минут плазму крови убойных животных, полученную после ее стабилизации и сепарирования.

В способе предварительную обработку осуществляют путем ферментативного или кислотного гидролиза белков (см. патент RU №2124853, МПК A23L 2/00, опубл. 20.01.1999 г.).

Недостатком данного способа является невысокая биологическая ценность из-за использования в качестве ферментного препарата мегатерина Г20Х, который не обеспечивает высокую степень гидролиза белков плазмы крови, а также использование кислотного гидролиза, который более трудоемок, требует чрезвычайной осторожности и приводит к разрушению ряда незаменимых кислот, обладает длительным временем проведения гидролиза и инактивации/пастеризации смеси.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения основы для производства безалкогольного напитка, обладающего упрощением технологического процесса, сокращением времени проведения гидролиза и повышением его степени, с одновременным снижением трудоемкости.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению технологического процесса, сокращению времени проведения гидролиза и повышению его степени. Технический результат достигается с помощью способа получения основы для производства безалкогольного напитка, включающего использование натурального белкового сырья, предварительную обработку, составление рецептуры, пастеризацию с последующим охлаждением и розливом готового напитка, при этом в качестве натурального сырья используют пастеризованную при 65-70°С в течение 20-30 минут плазму крови убойных животных, полученную после ее стабилизации и сепарирования, а предварительную обработку осуществляют путем ферментативного гидролиза белков, при этом плазму крови разбавляют питьевой водой до концентрации белка в растворе 4,0-4,5%, а ферментативный гидролиз проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,35% при температуре 35-40°С и рН 6,8-7,2 в течение 2,4-2,6 ч, причем компоненты напитка вносят в процессе инактивации фермента и сопутствующей пастеризации смеси, а сироп используют сахарный.

Кровь продуктивных убойных сельскохозяйственных животных и ее фракция - плазма является ценным белковым сырьем для производства пищевой, лечебной, кормовой и технической продукции, например, применяемое в пищевой промышленности в качестве, добавок для производства колбас и колбасных изделий, консервов, зельцев, студней и так далее. Количество крови в теле крупного рогатого скота (КРС) составляет 7,6-8,3% к живому весу. Химический состав крови зависит от вида, возраста и упитанности животных и условий их содержания. Составные части крови: вода -79,1-82,1; белки -16,4-18,9; липиды - 0,31-0,39: холестерин - 0,04-0,19; прочие органические вещества - 0,03-0,67; минеральные вещества - 0,8-0,9.

Основную массу белков крови КРС составляет содержание в крови животных в % к общему белку: альбумин - 3,6; глобулин -9,0; фибриноген -0,6; гемоглобин -10,3. Белковая система плазмы высокогетерогенна, выделяют три основные фракции: фибриноген, сывороточные альбумины, сывороточные глобулины. Все белки полноценны. Выход пищевой плазмы составляет 60-65%. Плазма - прозрачная жидкость зеленовато -соломенного с розоватым оттенком цвета, без выраженного запаха, имеет около нейтральное значение рН, без вкуса. Кровь здоровых животных стерильна, поэтому плазма также имеет невысокую обсемененность, что позволяет снизить температурные режимы при пастеризации. Кроме того, белки плазмы крови устойчивы в растворе. Это сырье натуральное и максимально сопоставимо с плазмой крови человека, особенно считают ученые, что генетический состав крови марала и человека очень похож, свойствами маральей крови не обладает ни одно другое известное науке средство, поэтому компоненты сырья имеют самую высокую скорость усвоения. В состав органических небелковых веществ крови входят азотистые и безазотистые экстрактивные вещества, разнообразные по химическому составу. Примерно около 75% из общего количества небелковых органических веществ приходится на долю липидов. Неорганические вещества крови представлены минеральными соединениями и в органически связанной форме с белками - железо, медь. Величина сухого остатка крови непостоянна. Она меньше у молодняка, у животных низких категорий упитанности и в зависимости от питьевого режима перед убоем меняется в пределах 1-2%.

Таким образом, осуществление предварительной обработки путем ферментативного гидролиза, который проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,35% при температуре 35-40°С и рН 6,8-7,2 в течение 2,4-2,6 ч, что приводит к сохранению ряда незаменимых аминокислот, снижает трудоемкость в отличии от использования кислотного гидролиза, который более трудоемок, требует чрезвычайной осторожности и приводит к разрушению ряда незаменимых аминокислот, при этом ферментный препарат коллагеназа, получаемый из поджелудочной железы убойного скота, представляет собой белую или белую с желтоватым оттенком пористую массу, легко растворимую в воде и изотоническом растворе натрия хлорида. Растворы хранят при температуре от 0 до +8°С не более суток; при нагревании инактивируется, активность препарата выражается в единицах действия (ЕД), в 1 г препарата должно содержаться не менее 500 ЕД. Коллагеназа обладает протеолитической активностью, влияя преимущественно на коллагеновые волокна. Раствор готовят непосредственно перед применением, добавляя во флакон с препаратом стерильный изотонический раствор натрия хлорида или раствор новокаина в зависимости от применения. Сокращение времени проведения гидролиза проводится за счет исключения внесения пищевой соды для коррекции рН плазмы крови, так как естественная рН совпадает с оптимумом действия ферментного препарата коллагеназа, а внесение сахарного сиропа позволяет использовать более высокую температуру и сократить время инактивации/пастеризации смеси, а также благодаря более высокой степени гидролиза белков плазмы крови на уровне 82% в напитках содержится существенно большее количество, примерно в 1,7-1,9 раза, хорошо усвояемых свободных аминокислот.

Сущность способа получения основы для производства безалкогольного напитка, заключается в следующем.

Предварительно проводят сбор крови убойных сельскохозяйственных животных и ее стабилизацию, согласно требований, к крови и продуктам ее переработки по ГОСТ 33674 -2015, которая является натуральным сырьем, сепарируют кровь на фракции с получением плазмы крови, а предварительную обработку осуществляют путем ферментативного гидролиза белков, при этом плазму крови разбавляют питьевой водой до достижения концентрации белка в растворе 4,0-4,5%, а ферментативный гидролиз проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,35% при температуре 35-40°С и рН 6,8-7,2 в течение 2,4-2,6 ч, для инактивации ферментов пастеризации смеси ее дополнительно нагревают до температуры 65-70°С и выдерживают в течение 20-30 минут, причем компоненты напитка вносят в процессе инактивации фермента и сопутствующей пастеризации смеси, то есть в процессе пастеризации добавляют предварительно подготовленные пищевые добавки в соответствии с избранной рецептурой, а сироп используют сахарный, затем напиток охлаждают и направляют в розлив.

Краткое описание чертежей и иных материалов

На чертеже дан способ получения основы для производства безалкогольного напитка, органолептические свойства, таблица.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Примеры конкретного выполнения способа получения основы для производства безалкогольного напитка.

Для выполнения способа получения основы для производства безалкогольного напитка, после сепарирования плазму крови собирают и подвергают предварительной обработке для трансформирования структуры высокомолекулярных белковых веществ в низкомолекулярные, что предотвращает коагуляцию белков при тепловой обработке, которое снижает качество продукта, а также для исключения появления коллоидной мути в напитках при хранении. Таким образом, перевод белков в аминокислоты обеспечивает их поступление в кровяное русло без предварительного переваривания пищеварительными ферментами. Проведение предварительной обработки осуществляют путем ферментативного гидролиза белков, при этом плазму крови разбавляют питьевой водой до достижения концентрации белка в растворе 4,0-4,5%, а ферментативный гидролиз проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,35% при температуре 35-40°С и рН 6,8-7,2 в течение 2,4-2,6 ч, а для инактивации ферментов пастеризации плазму крови предварительно смешивают с пищевыми добавками, а затем смесь дополнительно нагревают до температуры 65-70°С и выдерживают в течение 20-30 минут.

Пример 1. Проводят сбор крови убойных сельскохозяйственных животных и ее стабилизацию, согласно требований, к крови и продуктам ее переработки по ГОСТ 33674 -2015, которая является натуральным сырьем, затем сепарируют кровь на фракции с получением плазмы крови, а предварительную обработку осуществляют путем ферментативного гидролиза белков, при этом плазму крови разбавляют питьевой водой до достижения концентрации белка в растворе 3,5%, а ферментативный гидролиз проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,25% при температуре 30°С и рН 5,8 в течение 2,0 ч, для инактивации ферментов пастеризации смеси ее дополнительно нагревают до температуры 55°С и выдерживают в течение 15 минут, причем компоненты напитка вносят в процессе инактивации фермента и сопутствующей пастеризации смеси, то есть в процессе пастеризации добавляют предварительно подготовленные пищевые добавки в соответствии с избранной рецептурой, спектр которых может быть очень широким за счет способности плазмы крови растворять большинство известных пищевых кислот, добавок, ароматизаторов, пищевых красителей, а сироп используют сахарный, затем напиток охлаждают и направляют в розлив.

Результат: после трех суток хранения напиток анализируют. На четвертые сутки появляется муть, посторонний привкус и наличие вегетативных форм микробных клеток, а также невысокий процент степени гидролиза.

Пример 2. Проводят аналогично примера 1, но плазму крови разбавляют питьевой водой до достижения концентрации белка в растворе 4,0%, а ферментативный гидролиз проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,35% при температуре 35°С и рН 6,8 в течение 2,4 ч, для инактивации ферментов пастеризации смеси ее дополнительно нагревают до температуры 65°С и выдерживают в течение 20 минут, причем компоненты напитка вносят в процессе инактивации фермента и сопутствующей пастеризации смеси, то есть в процессе пастеризации добавляют предварительно подготовленные пищевые добавки в соответствии с избранной рецептурой, а сироп используют сахарный, затем напиток охлаждают и направляют в розлив.

Результат: после трех суток хранения напиток анализируют. Анализ проводят на четвертые, пятые, шестые и седьмые сутки, в течение которых напиток был прозрачный, стойкий, при хранении без постороннего привкуса и наличия вегетативных форм микробных клеток, с высоким процентом степени гидролиза, соответствует органолептическим свойствам (см. чертеж, таблица).

Пример 3. Проводят аналогично примера 1, но плазму крови разбавляют питьевой водой до достижения концентрации белка в растворе 4,3%, а ферментативный гидролиз проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,35% при температуре 38°С и рН 7,0 в течение 2,5 ч, для инактивации ферментов пастеризации смеси ее дополнительно нагревают до температуры 68°С и выдерживают в течение 25 минут, причем компоненты напитка вносят в процессе инактивации фермента и сопутствующей пастеризации смеси, то есть в процессе пастеризации добавляют предварительно подготовленные пищевые добавки в соответствии с избранной рецептурой, а сироп используют сахарный, затем напиток охлаждают и направляют в розлив.

Результат: после трех суток хранения напиток анализируют. Анализ проводят на четвертые, пятые, шестые и седьмые сутки, в течение которых напиток был прозрачный, стойкий, при хранении без постороннего привкуса и наличия вегетативных форм микробных клеток, с высоким процентом степени гидролиза, соответствует органолептическим свойствам (см. чертеж, таблица).

Пример 4. Проводят аналогично примера 1, но плазму крови разбавляют питьевой водой до достижения концентрации белка в растворе 4,5%, а ферментативный гидролиз проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,35% при температуре 40°С и рН 7,2 в течение 2,6 ч, для инактивации ферментов пастеризации смеси ее дополнительно нагревают до температуры 70°С и выдерживают в течение 30 минут, причем компоненты напитка вносят в процессе инактивации фермента и сопутствующей пастеризации смеси, то есть в процессе пастеризации добавляют предварительно подготовленные пищевые добавки в соответствии с избранной рецептурой, а сироп используют сахарный, затем напиток охлаждают и направляют в розлив.

Результат: после трех суток хранения напиток анализируют. Анализ проводят на четвертые, пятые, шестые и седьмые сутки, в течение которых напиток был прозрачный, стойкий, при хранении без постороннего привкуса и наличия вегетативных форм микробных клеток, с высоким процентом степени гидролиза, соответствует органолептическим свойствам (см. чертеж, таблица).

Пример 5. Проводят аналогично примера 1, но плазму крови разбавляют питьевой водой до достижения концентрации белка в растворе 5,0%, а ферментативный гидролиз проводят ферментным препаратом коллагеназа до концентрации ферментного препарата 0,40% при температуре 45°С и рН 7,5 в течение 3,0 ч, для инактивации ферментов пастеризации смеси ее дополнительно нагревают до температуры 75°С и выдерживают в течение 35 минут, причем компоненты напитка вносят в процессе инактивации фермента и сопутствующей пастеризации смеси, то есть в процессе пастеризации добавляют предварительно подготовленные пищевые добавки в соответствии с избранной рецептурой, а сироп используют сахарный, затем напиток охлаждают и направляют в розлив.

Результат: после трех суток хранения напиток анализируют. Анализ проводят на четвертые, пятые, шестые и седьмые сутки, в течение которых напиток был прозрачный, стойкий, при хранении без постороннего привкуса и наличия вегетативных форм микробных клеток, с высоким процентом степени гидролиза, но увеличились значительно расходы и время на проведение технологического процесса.

Таким образом, наиболее оптимальными являются примеры 2, 3 и 4, так как при данных параметрах проведения технологического процесса, напиток был прозрачный, стойкий, при хранении без постороннего привкуса и наличия вегетативных форм микробных клеток, с высокой степенью гидролиза на уровне 82%, а также оптимальными являются расходы и время проведения технологического процесса.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- проведение ферментативного гидролиза с использованием ферментного препарата коллагеназа обеспечивает более высокий процент степени гидролиза, менее трудоемок, не требует осторожности и не разрушает ряд незаменимых аминокислот;

- обеспечивает степень гидролиза белков плазмы крови на уровне 82%;

- не требуется внесения пищевой соды для коррекции рН плазмы крови, так как естественная рН совпадает с оптимумом действия ферментного препарата коллагеназа;

- внесение сахарного сиропа позволяет использовать более высокую температуру и сократить время инактивации/пастеризации смеси;

- благодаря высокой степени гидролиза в напитках содержится существенно большее количество хорошо усвояемых свободных аминокислот, примерно в 1,7-1,9 раза.