Результат интеллектуальной деятельности: ЙОГУРТ

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для изготовления продуктов диетического и детского питания.

Известен состав йогурта, содержащий молоко, закваску, состоящую из Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii, и растительные добавки, экстракт стевии (порошок) и плоды (сок) актинидии, при следующем соотношении ингредиентов, г: молоко с массовой долей жира 3,2% - 1000; закваска, состоящая из Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii - 0,01; плоды (сок) актинидии различных видов - 5; экстракт стевии (порошок) - 0,1 (см. патент РФ №2460306, А23С 9/123, А23С 9/13, А23С 9/133).

Известный йогурт, имея достаточно высокую пищевую ценность за счет обогащения витаминами и минеральными веществами, содержащимися в экстракте стевии (порошок) и плодах (соке) актинидии, не позволяет сбалансировать аминокислотный состав йогурта за счет низкого содержания белка в плодах (соке) актинидии, в результате чего пищевая ценность йогурта снижается. Также употребление актинидии ограничено для людей с заболеваниями тромбофлебитом, варикозным расширением вен и плохой свертываемостью крови. Использование в йогурте в качестве подсластителя стевии, хотя и позволяет употреблять данный продукт людям с такими заболеваниями обмена веществ, как сахарный диабет, однако существуют данные о плохой сочетаемости молока и стевии, результатом которой является нарушение пищеварения у людей с заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Кроме того, для производства указанного йогурта используется только цельное молоко, которое повышает энергетическую ценность йогурта, и при этом снижается диетическая ценность, что ограничивает употребление данного продукта людьми с такими заболеваниями, как ожирение и заболевания сердечно-сосудистой системы.

Наиболее близким аналогом к заявляемому йогурту является йогурт 2,5%-ной жирности плодово-ягодный, содержащий молоко цельное, молоко обезжиренное, закваску на обезжиренном молоке, вкусовой наполнитель и растительную добавку в виде сока сухой свеклы. При этом в качестве вкусовой добавки используют джем клубничный, вишневый и др. (см. Степанова, Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. В трех томах. Т. 1. Цельномолочные продукты - СПб.: ГИОРД, 1999. - 137-141 С.).

Недостатком данного состава является низкая пищевая ценность продукта за счет отсутствия неперевариваемых пищевых волокон в соке сухой свеклы, а именно клетчатки, необходимой для нормализации работы органов пищеварения, а также короткий (36 часов) срок его годности. Кроме того, использование в йогурте плодово-ягодных джемов повышает содержание сахарозы в нем, что ограничивает использование йогурта в профилактических целях. Также в состав джема входят пищевые добавки, обеспечивающие сохранность продукта в течение длительного времени, например консерванты и т.п. Внесение добавок данного класса угнетает развитие микроорганизмов закваски, в результате чего пробиотические и диетические свойства йогурта снижаются.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении пищевой и биологической ценности йогурта с одновременным увеличением срока годности.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в создании устойчивых пектино-протеиновых комплексов при взаимодействии цукатов свеклы с компонентами молока при одновременном повышении обогащения йогурта витаминами, минеральными веществами и дополнительно пищевыми волокнами, за счет активной миграции этих химических соединений из цукатов в йогурт. Это способствует созданию оптимальных условий для роста и развития микроорганизмов закваски с одновременным угнетением остаточной патогенной микрофлоры йогурта.

Поставленная задача решается тем, что в известном йогурте, содержащем молоко цельное, молоко обезжиренное, добавку растительного происхождения и закваску, согласно изобретению он содержит в качестве добавки растительного происхождения - цукаты свеклы на основе фруктозы, а в качестве закваски - закваску прямого внесения в виде смеси чистых культур термофильного стрептококка и болгарской палочки при следующем содержании исходных ингредиентов, мас. %:

Известно использование в йогурте в качестве растительной добавки порошка корнеплодов столовой свеклы, который предназначен для повышения пищевой ценности йогурта, придания йогурту цвета, улучшения вкусовых качеств, улучшения работы желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы и печени. (см. патент РФ №2475029, А23С 9/13).

Известно использование свеклы в составе йогурта в виде сока сухой свеклы, который предназначен для обогащения йогурта минеральными веществами (натрий, калий, кальций, магний, фосфор, железо, йод, селен, литий), витаминами (каратиноиды, В₁, В₂, РР, С, бетаин) (См. патент РФ №2495580, А23С 9/00, A23L 1/212).

Известно использование в составе кефира протертой (измельченной) свеклы в сыром или вареном виде для получения полезного и доступного продукта с приемлемым вкусом (см. патент РФ №2258381, А23С 9/133, А23С 9/127).

Использование цукатов свеклы на основе фруктозы в известных источниках информации не обнаружено.

В заявляемом йогурте добавка растительного происхождения в виде

цукатов на основе фруктозы также предназначена для создания розового цвета йогурта. Однако, за счет способности фруктозы сохранять природную окраску овощей в процессе термической обработки, в заявляемом йогурте указанная добавка обеспечивает более приятную розовую окраску.

Однако наравне с известными свойствами цукаты свеклы на основе фруктозы в заявляемом йогурте проявляют новое свойство, заключающееся в образовании комплексов между химическими соединениями составляющих йогурта и цукатами, а также в создании условий для активизации роста и развития микроорганизмов закваски. Это обеспечивается тем, что при внесении цукатов свеклы на основе фруктозы в йогурте повышается количественное содержание витаминов и минеральных веществ, которые способствуют активному росту и развитию микроорганизмов закваски и, как следствие, угнетению развития микроорганизмов, вызывающих порчу продукта.

Кроме того, в состав цукатов свеклы на основе фруктозы входят пектиновые вещества, клетчатка, бетаин, обеспечивающие профилактическое свойства йогурта, которые при его употреблении снижают риск возникновения заболеваний у здоровых людей, так как клетчатка и пектиновые вещества связывают и выводят холестерин, ионы тяжелых металлов, снижают уровень глюкозы в крови, а бетаин оказывает сосудорасширяющее действие. Фруктоза, входящая в состав цукатов свеклы, способствует сохранению в природном состоянии витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон, бетаинов свеклы, что повышает пищевую и биологическую ценность йогурта. Также в состав цукатов входит полисахаридный комплекс в нативном состоянии, состоящий из клетчатки, гемицеллюлозы, пектиновых и минеральных веществ. Компоненты данного комплекса активно взаимодействуют с белками йогурта, образуя новые соединения, в которых свободная влага находится внутри пространственной структуры пищевых волокон, что обеспечивает физическую стабильность белковых молекул и, как следствие, предотвращается отделение сыворотки в

процессе хранения, что дополнительно влияет на увеличение срока годности йогурта.

Известно использование для производства йогурта смеси из чистых культур болгарской палочки и термофильного стрептококка, предназначенной для получения кисломолочного сгустка (см. патент РФ №2517539, А23С 9/133).

В заявляемом йогурте известная закваска также предназначена для получения кисломолочного сгустка. Однако сочетание двух этих микроорганизмов с цукатами свеклы позволяет обеспечить интенсивный рост и развитие микроорганизмов закваски с одновременным угнетением остаточных условно-патогенных микроорганизмов йогурта, за счет специфической восприимчивости данных микроорганизмов к витаминам и минеральным веществам, содержащимся в цукатах свеклы на основе фруктозы.

Таким образом, использование в заявляемом йогурте цукатов свеклы на основе фруктозы в сочетании с указанной закваской позволяет повысить пищевую и биологическую ценность йогурта с одновременным повышением качества и срока годности до 72 часов за счет получения плотной консистенции без отделения сыворотки.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации и заявляемого состава йогурта можно сделать вывод о том, что для специалиста заявляемый йогурт не следует явным образом из известного уровня производства молочных продуктов, а, следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Пример изготовления заявляемого йогурта.

Предварительно цельное молоко с массовой долей жира 3,3% очищают, подогревают и часть его сепарируют. Цукаты изготавливают любым известным способом, например путем варки в сиропе (см. патент РФ 2208339, A23L 1/00, А23В 7/00). При этом для изготовления цукатов из свеклы в качестве основы сиропа использовали фруктозу. Фруктоза относится к углеводам с низким гликемическим индексом, ее употребление в пищу не вызывает колебаний уровня глюкозы в крови. Она быстро и почти полностью удаляется из крови, в результате чего после приема фруктозы глюкоза в крови повышается медленно. Также фруктоза имеет способность не высвобождать гормоны кишечника, стимулирующие секрецию инсулина.

Цукаты, изготовленные на фруктозном сиропе, имеют яркую окраску, присущую свежей свекле, а благодаря повышенной по сравнению с сахарозой степенью сладости фруктозы, цукаты свеклы на ее основе имеют очень сладкий вкус, который позволяет при внесении небольшого количества цукатов в йогурт обеспечить его сладкий вкус.

Для изготовления заявляемого йогурта подготовленное цельное и обезжиренное молоко смешивают в заявляемом количестве. Смесь пастеризуют и охлаждают до температуры заквашивания 40-45°C. После чего в полученную молочную смесь вносят закваску прямого внесения, состоящую из чистых культур Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus. Смесь перемешивают и оставляют для ферментации молока до кислотности 85°Т. После окончания процесса сквашивания продукт охлаждают до температуры 20°C, перемешивают в течение 3 минут. Продукт разливают в потребительскую тару, причем в процессе розлива в него вносят цукаты свеклы на основе фруктозы в заявляемом количестве. Затем йогурт упаковывают, маркируют и доохлаждают в холодильных камерах до температуры 4±2°C. После чего йогурт готов к употреблению.

Для обоснования преимуществ заявляемого состава йогурта, по сравнению с прототипом, в лабораторных условиях были проведены испытания йогуртов следующих составов: состав 1-3 с использованием ингредиентов в заявляемых соотношениях; состав 4 - с использованием ингредиентов, выходящих за минимальное предельное значение; состав 5 - с использованием ингредиентов в количествах, выходящих за максимальное значение; состав 6 - состав по прототипу.

Составы йогуртов приведены в таблице №1.

Для изготовления йогуртов (состав 1-6) использовали молоко цельное, соответствующее требованиям технических регламентов Таможенного союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» и Федеральному закону №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию». Для заквашивания использовали заявленную закваску торговой марки ЕКОКОМ Лактина «Сухие культуры микроорганизмов для производства кисломолочного продукта йогурт».

В качестве добавки растительного происхождения использованы цукаты на основе фруктозы, изготовленные путем варки кусочков свеклы в сиропе из фруктозы. Готовые цукаты соответствуют требованиям ГОСТ Р 52467-2005. «Продукты переработки фруктов, овощей и грибов. Термины и определения».

Молоко цельное смешивали с молоком обезжиренным, и получали смесь с массовой долей жира 2,5%. Ее пастеризовали и охлаждали до температуры заквашивания. Вносили закваску. Выдерживали 6 ч для сквашивания молочной смеси. После получения кисломолочного сгустка продукт перемешивали, охлаждали и добавляли в йогурт цукаты свеклы на основе фруктозы.

Исследование нормируемых качественных показателей йогурта проведено в соответствии с ГОСТ Р 51331-99 «Продукты молочные. Йогурты. Общие технические условия». Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Как показывают результаты опытов, приведенные в таблице 2, составы йогурта 1-5 соответствуют требованиям ГОСТ Р 51331-99, а состав 6 - не удовлетворяет требованию данного нормативного документа по содержанию молочного белка. Кроме того, состав 6 имеет максимально допустимое значение титруемой кислотности, что приводит к быстрой порче продукта. Его органолептические показатели характеризуются ярко-розовой окраской и неоднородной консистенцией с отделением сыворотки, что также не соответствует требованиям стандарта.

Всем требованиям к качеству йогурта удовлетворяют заявляемые составы 1-3. Вносить в йогурт цукаты свеклы на основе фруктозы в количестве менее 4,5 мас.% (состав 4) нецелесообразно, так как йогурт имеет невыраженный вкус и запах и имеет консистенцию с небольшим отделением сыворотки.

Внесение цукатов свеклы в количестве, превышающем 5 мас.% (состав 5) приводит к получению продукта с очень густой консистенцией, излишне сладким вкусом, легким запахом и привкусом свеклы, с предельным значением титруемой кислотности, что ограничивает его использование для диетического и детского питания.

Для обоснования повышения пищевой ценности йогуртов (составы 1-6) были проведены следующие исследования.

Массовую долю белка определяли методом формольного титрования.

Массовую долю углеводов, в том числе сахарозы, определяли в соответствии с ГОСТ 3628-78.

Массовую долю жира определяли в соответствии с ГОСТ 5867-90.

Содержание пищевых волокон в цукатах свеклы на основе фруктозы проводили по ГОСТ Р 54014-2010 «Корма. Методы определения содержания сырой клетчатки с применением промежуточной фильтрации», а после чего рассчитали содержание пищевых волокон в составах 1-6 йогурта.

В цукатах из свеклы на основе фруктозы предварительно определили содержание пектиновых веществ. Определение проводили в соответствии с методикой, опубликованной в учебнике Волобуевой В.Ф., Шатиловой Т.И. Практикум по биохимии овощных, плодовых, ягодных эфироносных и лекарственных культур. [Текст]: учебник / В.Ф. Волобуева, Т.И. Шатилова; -М.: Российский государственный аграрный университет. - МСХА имени К.А. Тимирязева.- 2008, - С. 15-17.

По результатам опытов установлено, что в цукатах свеклы содержится 3,1% пектиновых веществ. Для сравнения в сырой свекле содержится 3,078% пектина. Из вышеизложенного следует, что пектин в результате производства цукатов свеклы на основе фруктозы практически не разрушается. При этом нерастворимая форма протопектина (75% от общей массы пектиновых

веществ) расщепляется на составные части, увеличивая тем самым количество в указанных цукатах растворимых форм пектина, которые обладают повышенными детоксикационными свойствами по отношению к ионам тяжелых металлов. Следовательно, заявляемые йогурты (состав 1-3) обладают высокими, по сравнению с составом 6, профилактическими свойствами, направленными на снижение риска возникновения заболеваний у здоровых людей, благодаря содержанию в них пектиновых веществ, клетчатки, витаминов и минеральных веществ.

Также в цукатах свеклы содержится бетаин, который обладает сосудорасширяющим действием и препятствует образованию атеросклеротических отложений на стенках сосудов. При производстве цукатов свеклы на основе фруктозы бетаин хотя и частично разрушается, однако часть его сохраняется в готовых цукатах (бетаин - 0,022%). В результате внесения цукатов свеклы на основе фруктозы в йогурт последний дополнительно обогащается бетаином, который, кроме положительного влияния на сердечнососудистую систему и печень, способствует лучшему усвоению полноценного молочного белка. Определение содержания бетаина в цукатах свеклы проводили согласно методике, представленной в учебном пособии Базарновой Ю.Г. Методы исследования сырья и готовой продукции. [Текст]: учебное пособие / Ю.Г. Базарнова; - СПб. НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. С. 49-50.

Результаты вышеуказанных исследований представлены в таблице 3.

Продолжение таблицы 3

Как видно из таблицы 3, составы 1-5 йогурта с цукатами свеклы на основе фруктозы по содержанию белка и жира незначительно отличаются от прототипа. Однако массовая доля углеводов в составах 1-5 меньше, чем в составе 6. Углеводы заявляемого йогурта представлены главным образом фруктозой и лактозой, в отличие от прототипа, который содержит такие углеводы, как лактоза и сахароза. Повышенное содержание сахарозы не позволяет использовать состав 6 для профилактики, в целях снижения риска заболеваний. Также в состав заявляемого йогурта входят пищевые волокна, клетчатка и пектиновые вещества (3,1% в 100 г цукатов свеклы на основе фруктозы). Однако оптимальным содержанием углеводов и пищевых волокон обладают только составы 1-3, что подтверждает возможность их употребления здоровыми людьми для профилактики, в целях снижения риска заболеваний.

Йогурт, взятый за прототип (состав 6), не содержит пищевых волокон.

Кроме того, был произведен расчет энергетической ценности исследуемых составов 1-6. Как следует из таблицы 3, составы 1-3 имеют более низкую энергетическую ценность, чем йогурт, взятый за прототип (состав 6). В связи с этим заявляемый йогурт можно отнести к разряду диетических продуктов, который может быть рекомендован для включения в рационы профилактического, диетического и детского питания.

Срок годности йогурта, взятого за прототип (состав 6), составляет 36 ч (см. Степанова, Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т. 1. Цельномолочные продукты. 1999. - С. 120).

Срок годности заявляемого йогурта был установлен на основе исследований в соответствии. с МУК 4.2.1847-04 «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий

хранения пищевых продуктов». При этом исследованиям подвергали составы 1-3. Критерием оценки вышеуказанных составов служили органолептические показатели, титруемая кислотность, развитие заквасочной микрофлоры и количество санитарно-показательных микроорганизмов. Установлено, что в течение всего срока хранения заявляемого йогурта по микробиологическим показателям составы йогуртов 1-3 соответствовали требованиям регламента Таможенного союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» и ФЗ №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию»: БГКП отсутствовали в 0,01 г; S. aureus отсутствовал в 1,0 г продукта; патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, отсутствовали в 25 г продукта. Органолептические показатели в течение 5 суток существенно не изменялись.

Заявляемый йогурт, изготовленный на закваске, состоящей из смеси чистых культур болгарской палочки и термофильного стрептококка, и с цукатами свеклы на основе фруктозы, имел к концу срока годности однородную консистенцию без отделения сыворотки. На основании проведенных испытаний срок годности заявленного йогурта (составы 1-3) составил 72 ч, что в 2 раза выше срока годности йогурта, взятого за прототип. При этом увеличение срока годности достигается внесением в состав заявленного йогурта только натуральной растительной добавки, оказывающей комплексное улучшающее влияние на качество продукта, а не использованием искусственных пищевых добавок, например консервантов.

Таким образом, заявляемый йогурт (состав 1-3) обладает высокой пищевой и биологической ценностью, а также высоким (до 72 часов) сроком годности продукта.