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 и ягоды (порошки), а также различные пищевые компоненты, позволяющие варьировать вкус, аромат и функциональные свойства продуктов.

Высушенные измельченные 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 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.

Морковь - очень полезный овощ для организма. Полезные и лечебные свойства моркови объясняются ее богатым составом. Морковь содержит витамины группы В, РР, С, Е, K, в ней присутствует бета-каротин - вещество, которое в организме человека превращается в витамин А. Морковь содержит 1,3% белков, 7% углеводов. Немало в моркови минеральных веществ, необходимых для организма человека: калия, железа, фосфора, магния, кобальта, меди, йода, цинка, хрома, никеля, фтора и др. В моркови содержатся эфирные масла, которые обусловливают ее своеобразный запах. Морковь содержит бета-каротин, который улучшает работу легких. Бета-каротин является предшественником витамина А. Попадая в организм человека, бета-каротин превращается в витамин А, который наиболее полезен для молодых женщин. Также целительные свойства моркови связаны с укреплением сетчатки глаза. Людям, страдающим близорукостью, конъюнктивитами, блефаритами, ночной слепотой и быстрой утомляемостью, употребление этого продукта в пищу весьма желательно. Морковь используется в лечебном питании при гипо- и авитаминозе А, заболеваниях печени, сердечно-сосудистой системы, почек, желудка, малокровии, полиартрите, нарушениях минерального обмена. Установлено что морковь содержит много натуральных антибиотиков, которые называются фитонцидами.

Известен (патент RU 2064477, опубл. 27.07.1996) способ получения порошков из корнеплода моркови, включающий измельчение сырья и сушку, причем измельчение и сушку проводят одновременно в вакуум-аппарате, воздействуя на сырье мелющими телами при вибрации, при этом вакуумирование осуществляют до остаточного давления не более 131,6 Па при 70- 80°С.

Недостатком приведенного способа получения морковного порошка следует признать сложность технологии и технологического оборудования, а также высокая стоимость.

Известен также (патент RU 2569829, опубл. 10.06.2014) способ получения морковного порошка. Согласно известному способу морковь моют и режут на брусочки сечением 7×7 мм, раскладывают на сетчатые поддоны в 1 слой толщиной 10-15 мм и облучают ИК-излучением с диапазоном длин волн 1,2-2,4 мкм и плотностью потока 12-15 кВт/м² в течение 120-150 мин в импульсном режиме нагрев-охлаждение до достижения предельной температуры, равной 55-65°С. Процесс сушки заканчивается при достижении влажности моркови 6-8%. Сушеную морковь загружают в роликовую планетарную мельницу проточного типа, где в течение 2-6 минут происходит измельчение их в порошок дисперсностью в среднем 146 мкм.

Недостатком известного продукта следует признать сложность технологии, а также малое количество биологически активных веществ в конечном продукте.

Известен (патент RU 2411731, опубл. 20.02.2011) способ получения морковного порошка путем комбинированной конвективно-вакуум-импульсной (ККВИ) сушки выжимок, образовавшихся при производстве сока прямого отжима. Продолжительность ККВИ сушки выжимок составила 25-30 мин.

Недостатком известного продукта следует признать использование в качестве исходного сырья выжимок моркови - т.е. заведомо обедненного полезными веществами продукта.

В ходе патентного поиска, а также поиска по научно-технической литературе не выявлена известность пищевой добавки на основании обогащенного биологически активными веществами морковного порошка.

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, приводящей к стабилизации массы тела потребителя за счет усиления процессов катаболизма жиров, белков и углеводов в организме потребителя.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать пищевую добавку, представляющую собой порошок цельного моркови, 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 цельной моркови 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 моркови, 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 моркови.

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 моркови 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 количество 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 патолого-анатомическое 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 моркови, охотно поедали рацион, состояние их находилось в состоянии физиологической нормы.

При поедании порошка моркови в течение 28 суток лабораторные животные теряли 1,8% массы тела. Как установлено биохимическими исследованиями, это обусловлено усилением процесса катаболизма белков, жиров и углеводов. Кроме того, происходила активация иммунной системы животных. Никаких токсических эффектов у лабораторных животных не обнаружено.

Полученная пищевая добавка в виде порошка из моркови может входить в рецептуру кондитерских, хлебобулочных изделий, каш и десертных напитков.