Пищевая добавка

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к области производства пищевых функциональных продуктов.

Функциональные продукты питания (ФПП) определяются как традиционные продукты питания, обогащенные полезными для здоровья человека добавками, т.е. функциональными ингредиентами.

К функциональным продуктам питания относят:

- продукты питания, естественно содержащие требуемые количества функционального ингредиента или группы их;

- натуральные продукты, дополнительно обогащенные каким-либо функциональным ингредиентом или группой их;

- натуральные продукты, из которых удален компонент, препятствующий проявлению физиологической активности присутствующих в них функциональных ингредиентов;

- натуральные продукты, в которых исходные потенциальные функциональные ингредиенты модифицированы таким образом, что они начинают проявлять свою физиологическую активность или эта активность усиливается;

- натуральные пищевые продукты, в которых в результате тех или иных модификаций биоусвояемость входящих в них функциональных ингредиентов увеличивается;

- натуральные или искусственные продукты, которые в результате применения комбинации вышеуказанных технологических приемов приобретают способность сохранять и улучшать физическое и психическое здоровье человека и/или снижать риск возникновения заболеваний [Roberfroid М.В. Global view on functional foods: European perspectives // British J. Nutrition. 2002, 88, 2, 133-138].

Идеологическим принципом разрабатываемой серии функциональных продуктов является отсутствие в них консервантов, красителей, ароматизаторов и других искусственных пищевых добавок. Основными ингредиентами продуктов являются высушенные по специальной инновационной технологии фрукты, ягоды и овощи (порошки), а также различные пищевые компоненты, позволяющие варьировать вкус, аромат и функциональные свойства продуктов.

Высушенные измельченные овощи, фрукты и ягоды содержат пищевые волокна, пектины и клетчатку, обладающие свойствами пребиотиков.

Пребиотики - это вещества, которые являются основой жизнедеятельности полезной микрофлоры кишечника и стимулируют ее рост. Регулярное употребление пребиотиков оказывает благотворное действие на организм человека: повышается иммунитет, резистентность к неблагоприятным факторам окружающей среды, осуществляется профилактика дисбактериоза, аллергии и других заболеваний.

Пектины - растворимые пищевые волокна, биополимеры, входящие в состав клеточных стенок, срединных пластинок и цитоплазмы растительных клеток. Они присутствуют практически во всех фруктах и овощах. Являясь структурным элементом тканей, пектины обеспечивают в растениях целостность и стабилизацию тканей клеток.

Порошки из овощей, фруктов и ягод содержат нерастворимые пищевые волокна, которые также являются пребиотиками. Они не адсорбируются в тонком кишечнике, но полностью или частично ферментируются в толстой кишке, регулируют функции желчного пузыря и переваривание пищи, стимулируют рост микроорганизмов. К ним относятся целлюлоза, гемицеллюлоза, резистентный крахмал.

Полезные свойства свеклы, ее особая пищевая ценность связаны с двумя моментами. Во-первых, это уникальный набор элементов, который больше нигде не встречается, и, во-вторых, свекла содержит большое количество веществ, не подверженных разрушению при температурной кулинарной обработке. Польза вареной свеклы не вызывает никаких сомнений. В ее состав входят углеводы - 14% от состава: глюкоза, фруктоза, сахароза (последняя 6%), пектины; витамины, минералы, микроэлементы - В, ВВ, С (немного), каротиноиды, фолиевая и пантотеновая кислоты, калий, железо, магний, марганец, йод, кобальт, медь, цинк, фосфор, сера, цезий, рубидий, хлор и др; органические кислоты - лимонная, щавелевая, яблочная; аминокислоты - бетаин, бетанин, лизин, валин, аргинин, гистидин и др; клетчатка. Полезные свойства свеклы обусловлены ее биохимическим составом. Свекла полезна при хронических запорах. Благодаря клетчатке, органическим кислотам и другим элементам регулирует обменные процессы, усиливает перистальтику кишечника. Свекла - «чистильщик» организма №1, санирует кишечник в том числе за счет уничтожения гнилостных бактерий, а не только механического воздействия клетчаткой. Свекла полезна тем, что содержит липотропное вещество бетаин, которое регулирует жировой обмен, препятствует инфильтрации печени и повышению кровяного давления. Свекольный бетаин в равной мере выполняет свою функцию и в свежевыжатом соке, и в горячем борще. Употребляется при ожирении, заболеваниях печени. Магний, в изобилии содержащийся в свекле, способствует лечению атеросклероза, гипертонии. Свекла имеет мочегонный, слабительный эффект. Она обезболивает, оказывает противовоспалительное действие, содействует выздоровлению, помогает организму бороться с депрессиями и является превосходным средством от похмелья в составе мясного борща. Свекла полезна для здорового кроветворения. В ее состав входят микроэлементы, ответственные за эти процессы. Люди, в чьем рационе присутствует свекла, редко болеют малокровием. Свекла необходима беременным. Фолиевая кислота, которая входит в ее состав, жизненно необходима на стадии планирования ребенка и в начале беременности, так как без нее не сформируется здоровая нервная система маленького. К тому же в этом состоянии часты запоры и свекла кстати. Что касается ударного среди корнеплодов содержания йода, то его наличие делает свеклу особенно полезной при йододефицитных заболеваниях щитовидной железы и для пожилых людей, страдающих атеросклерозом. Есть предположение, что бетанин сдерживает развитие злокачественных опухолей, и подтвержден многолетним исследованием факт, что свекла является мощным энергетиком. Кроме того, свекла - низкокалорийный продукт. С этим связана популярность и действенность свекольных диет для похудения.

Известен (SU, авторское свидетельство №1220614, опубл. 30.03.86) способ получения порошков из фруктов, ягод и овощей. Согласно известному способу замораживают мелко нарезанное плодово-ягодное сырье, подвергают вакуумной сублимационной сушке, после чего готовый продукт измельчают в порошок.

Известный способ обеспечивает повышение биологической и питательной ценности переработанного продукта относительно способа получения криопорошков, но способ очень энергозатратен.

Известен (RU, патент 2223667, опубл. 27.05.2003) способ производства порошка сахарной свеклы, предусматривающий замачивание корнеплодов, их мойку, резку, термообработку измельченной массы, сушку ее до влажности не более 6%, измельчение в порошок, охлаждение и упаковку готового продукта, причем термообработку измельченной массы свеклы осуществляет СВЧ-нагревом при температуре 100°С в течение 15 мин и затем нагретую массу диспергируют до частиц размером 600-1000 мкм, после чего проводят ИК-обработку массы при плотности падающего потока лучей 18,5-23,5 кВт/м² с достижением температуры в центре слоя массы 85-92°С. Полученный продукт используют в качестве пищевой добавки.

Недостатком полученного продукта следует признать большой расход энергии на его получение, недостаточное количество биологически активных веществ в готовом продукте.

Известен (GB, патент 2287636, опубл. 27.09.1995) способ производства порошка сахарной свеклы, предусматривающий замачивание корнеплодов, их мойку, измельчение на кубики, бланширование паром, сушку, измельчение, обработку порошка после сушки растительным маслом и упаковку. Полученный продукт может быть использован в качестве пищевой добавки.

Недостатком известного способа является, то что полученный порошок сахарной свеклы обладает солодовым вкусом и солодовым ароматом, содержит малое количество биологически активных веществ. Полученный порошок имеет малый срок хранения.

Известен (2292166, опубл. 27.01.2007) способ производства порошка из сахарной свеклы, предусматривающий мойку корнеплодов, измельчение, термообработку массы СВЧ-нагревом при температуре 100°С до разваривания измельченной массы, сушку полученной массы, ее охлаждение, измельчение в порошок и упаковку готового продукта. Корнеплоды сахарной свеклы после мойки очищают от кожицы и измельчение их проводят до размера частиц 5-7 мм с последующим подкислением лимонной кислотой до рН 4,2, при этом сушку измельченной массы осуществляют под вакуумом при остаточном давлении 0,01 МПа в течение 18-20 мин при помощи СВЧ-нагрева удельной мощности 1000-1200 Вт/кг. Полученный продукт используют в качестве пищевой добавки.

Недостатком известного продукта следует признать обедненность биологически активными веществами, сложность технологии получения, высокие энергозатраты.

Известная добавка принята в качестве ближайшего аналога разработанного технического решения.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в появлении нового типа пищевых добавок.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в появлении натуральной пищевой добавки, способствующей повышению артериального давления как систолического, так и диастолического.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать пищевую добавку, представляющую собой порошок любой свеклы, полученный путем сушки исходного сырья в два этапа, при этом на первом этапе сушку проводят до остаточной влажности 30-35% при температуре до 90°С, а на втором этапе - до остаточной влажности 6-8% при температуре, не превышающей 40°С, с одновременной дезинтеграцией обрабатываемых материалов.

Для получения порошка свеклы может быть использовано устройство, известное из патента РФ № 2381657, или аналогичное оборудование.

Исследования полученной пищевой добавки были проведены в Государственном научном учреждении Всероссийский Научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук.

В ходе работы решали две основные задачи:

1. Изучить влияние исследуемого порошка свеклы, полученного путем сушки исходного сырья в два этапа, при этом на первом этапе сушку проводят до остаточной влажности 30-35% при температуре до 90°С, а на втором этапе - до остаточной влажности 6-8% при температуре, не превышающей 40°С, с одновременной дезинтеграцией обрабатываемых материалов на клинико-физиологические показатели лабораторных животных.

2. Изучить возможность токсических эффектов при применении указанного порошка свеклы.

Для выполнения поставленных задач были проведены исследования в условиях эксперимента на белых крысах линии Wistar. Исследования проводили на клинически здоровых животных, которых предварительно выдерживали в условиях карантина в течение 5 суток. Вес животных в начале эксперимента колебался в пределах 190±20 граммов. Подопытная группа состояла из 6 животных.

Животным исследуемый порошок свеклы смешивали в количестве 3% с тонкоизмельченным фаршем, полученную смесь добавляли в проваренную перловую крупу. Поступление минеральных веществ обеспечивали за счет комбикорма.

Контрольная группа состояла из таких же крыс и получала стандартный рацион вивария (перловая каша с мясным фаршем, комбикорм).

Взвешивание проводили каждые 4-е сутки. Ежедневно проводили наблюдения за животными. Регистрировали клинический статус, характер поведения и физическую активность животных, аппетит, потребление воды, контролировали состояние слизистых оболочек и волосяного покрова. Оценивали состояние сердечно-сосудистой системы с использованием системы неинвазивного измерения кровяного давления на 20 и 27 сутки эксперимента. Система неинвазивного измерения кровяного давления у крыс позволяет измерить силу сердечных сокращений, систолическое, диастолическое и среднее давление.

По окончании эксперимента животных забивали в камере для эвтаназии с использованием углекислого газа. У оглушенных животных брали кровь из желудочков сердца для проведения общего клинического и биохимического исследования.

Также по окончании эксперимента проводили патологоанатомическое вскрытие животных с визуальным осмотром внутренних органов, измеряли массу тела животных и внутренних органов (печень, селезенка, почка, сердце).

В ходе проведения эксперимента установлено, что крысы, потреблявшие порошок свеклы, охотно поедали рацион, состояние их находилось в состоянии физиологической нормы. Они в течение 28-ми дней набирали в весе 9,8% от первоначальной массы. В результате исследований крови выявлено, что порошок свеклы, полученный указанным способом, вызывает незначительную активацию иммунной составляющей крови при выраженном увеличении эритрицитарной и тромбоцитарной составляющих; усиление белкового и жирового обмена способствует более интенсивной работе печени. Исследование кровяного давления показало, что исследуемый порошок свеклы вызывает учащение сердечных сокращений, повышает артериальное давление (как систолическое, так и диастолическое). Это указывает на стимулирующее воздействие порошка свеклы, полученного путем сушки исходного сырья в два этапа, на работу сердца, а именно на силу сокращений сердца, повышение сопротивляемости стенок сосудов, что косвенно подтверждается увеличением содержания лактатдегидрогеназы, при этом на первом этапе сушку проводят до остаточной влажности 30-35% при температуре до 90°С, а на втором этапе - до остаточной влажности 6-8% при температуре, не превышающей 40°С, с одновременной дезинтеграцией обрабатываемых материалов.

Следовательно, приведенные эксперименты подтверждают, что порошок свеклы, полученный указанным способом, способствует увеличению артериального давления.

Полученный порошок свеклы может входить в рецептуру хлебобулочных изделий, каш, мясных блюд.