Результат интеллектуальной деятельности: Применение муки оболочек семян подорожника Plantago psyllium L. в варёных колбасных изделиях

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к применению действующих на рынке биологически активных добавок из подорожника блошного - Plantago psyllium L., как источников арабиноксиланов в отношении вареных колбасных изделий.

Правильное и сбалансированное питание сегодня - это путь решения проблемы государственного уровня в связи с ухудшением здоровья населения, вызванного употреблением большого количества жирной и чрезмерно рафинированной пищи, а также неблагоприятными условиями среды проживания - загрязнением товаров, почв, атмосферы, воды. Именно поэтому стало появляться больше продуктов с полезным эффектом. При этом приоритет выпуска доброкачественных товаров не вызывает сомнений.

Согласно ботанико-фармакогностическому словарю под ред. К.Ф. Блиновой, Г.П. Яковлева, 1990 года, подорожник блошный - Plantago afra L. - Plantago psyllium L. (от лат. planta - подошва и ago - вожу, следую; лат. psyllium от греч. psylla - блоха). Однолетнее травянистое растение высотой 20-30 см из семейства подорожниковых - Plantaginaceae, произрастает на сухих склонах в Закавказье и окультурено в ряде стран мира. Листья супротивные, линейные. Цветки маленькие, собраны в густые головки. Плод - коробочка, содержит многочисленные удлиненноовальные, ладьевидные, с одной стороны выпуклые, а с другой загнутые внутрь края в центре с овальным желтовато-белым рубцом, блестящие от светлого до умеренно коричневого цвета, с темным оттенком по периферии семена. Длиной 1,3-3 мм, шириной 0,6-1,1 мм, см. фиг. 1, Semen psyllii - семена подорожника блошного Plantago psyllium L.

Растение уникально по своей природе, наиболее полезными считаются семена - Semen psyllii благодаря высокому содержанию в них слизи от 10 до 30%, помимо нерастворимых пищевых волокон, именно в наружной мембране - оболочке/шелухе/лузге. Слизистая состоит в основном из полисахаридов растворимой фракции, содержащей преимущественно высокоразветвленные гелеформирующие арабиноксиланы - до 85%, имеющие остов ксилозы с 1→3 и 1→4 связями, без видимой регулярности в их распределении. Моносахариды в этой главной цепи замещены на С-2 или С-3 L-арабинозой, D-ксилозой и α- D-галактозой - 1→2 - L-рамнозой. Такое вещество ферментируется в кишечнике человека в малой степени, что связано с неспособностью бактерий воздействовать на участки нетипичного ветвления сложного сахара и ферментацией только линейного участка молекулы. Остальная же часть фракции приходится на быстроферментируемую, не способную образовывать гели, а служащую питательной средой бифидо- и лактобактериям в соответствии с WHO monographs on selected medicinal plants, World Health Organization, 1999 года.

Содержащие пищевые волокна продукты из подорожника выпускаются в виде цельных семян, отделенных оболочек/шелухи/лузги, таблетированной формы и порошка для перорального приема с целью нормализации пищеварения и дефекации, снижения уровня холестерина, артериального давления, сахара в крови, а также противовоспалительного и пребиотического действия.

Современное оборудование производственных предприятий позволяет получить высокоочищенные максимально измельченные оболочки семян подорожника в кратчайшие сроки с помощью способа, предложенного Melvin A. Barbera, Larry Е. Burns в 1993 году. В его основе лежит процесс фрезерования предварительно очищенных от примесей семян в мельнице, способствуя фрагментации шелухи в результате столкновения в заданных условиях и уменьшения размера ее частиц.

В свою очередь, продукты, обогащенные Plantago psyllium L., не редкость. Известны аналоги-прототипы как иностранного, так и российского происхождения. Так, например, Grace Н. Lai и Richard D. Wullschleger в 1995 г. было предложено использовать предварительно растворенные пищевые волокна подорожника в изготовлении хлеба и хлебобулочных изделий, с той же идеей, но касаемо макаронных изделий, выступают Aimee М. Bedard, Grace Н. Lai, Richard D. Wullschleger, James G. Kincaid, 1995 г. Однако процедура предварительного увлажнения требует постоянного наблюдения, в противном случае вызывая рост микроорганизмов.

Патент US 5955123 от Bruce Paul Daggy, 1999 г., раскрывает рецептуры хлебобулочных изделий, исключая дополнительные технологические операции по введению препарата, но содержит свои недостатки - шелуха подорожника размером частиц меньше чем 45 меш¹ (¹ Меш (mesh) - число отверстий в ситах на линейный дюйм. Техническая энциклопедия, Л. К. Мартене, 1929 г.), кроме того, она агломерирована с материалом, выбранным из группы, состоящей из диспергируемого в воде гидролизованного крахмала олигосахаридов, моносахаридов, дисахаридов, полиглюкозидов, полимальтозы и их смесей.

Наряду с массой изобретений хлебобулочных изделий встречаются и сырные изделия, предложенные Maurizio Bianchi в 2016 г., йогурт, способный уменьшить вес от CN 105265579, 2016 г., чай для очищения кишечного тракта - CN 102696806, 2012 г., требующие дополнительных операций по измельчению пищевых волокон подорожника. Как вариант растворимых волокон рассматриваются Plantago psyllium для замороженных кондитерских изделий, описанных в патенте RU 2476077 рядом ученых в лице Эддиса Натали Элейна, Лэйси Ян Дэвида, Вике Лойда, 2013 г., и низкокалорийного пищевого батончика от 2010 г. - RU 2383207.

В то же время известны патенты RU 2376889 и RU 2495572 на широкий спектр пищевых продуктов и напитков, таких как йогурт, сыр, безалкогольные напитки, продукты из мясного фарша, шоколадные конфеты, печенья, батончики и десерты, модулирующие кишечную флору человека, обогащенных арабиноксиланами со степенью полимеризациии от 5 до 50 и от 4 до 10 соответственно, в количестве 0,25-5 г на порцию, Делькур Ян, Брукарт Биллем, Куртэн Кристоф, Вербеке Кристин, Рютгэрс Поль, Свеннен Катрин, 2009 г. и Брукарт Биллем, Делькур Ян, Куртэн Кристоф, 2013 г., соответственно. И.Ван Хасендоком в 2012 году с коллегами описан хлеб с повышенным содержанием арабиноксиланов, Г. Лаказэ и др. в 2016 году разработана жидкая композиция на основе арабиноксилана для обогащения хлебобулочных изделий, Этуэлл Уильямом Элананом с 2002 года предложено применять арабиноксилан для повышения устойчивости хранения охлажденного теста, а улучшению его качества или объема хлебобулочных изделий посвящена работа Udo Scharfa, Frank Schuhmanna, 2009 г. Зарегистрировано также обогащение арабиноксиланами пива - Fugeia N.V., 2009 г. и применение арабиноксилана как желирующего компонента полутвердых медовых продуктов - US 20110206811, 2011 г.

Все вышеперечисленные объекты интеллектуальной собственности имеют аналогичный недостаток. В качестве сырья для выделения арабиноксиланов в них выступают бобовые и зерновые культуры, а в некоторых патентах и вовсе отсутствует информация об их видовом источнике, подразумевая растительное сырье в общем виде.

Наиболее близким решением является предложение бельгийских ученых Брукарт Виллема, Делькур Яна, Куртэн Кристофа, опубликованное в 2013 году, по созданию препаратов, включающих (арабино) ксиланолигосахариды, с последующим распространением на напитки и пищевые продукты без ограничений, либо как отдельной пищевой добавки. Примерный перечень таких изделий включает молоко, йогурт или свежий сыр, безалкогольные напитки, фруктовые соки и пасты, продукты или напитки на основе сои, шоколад, печенье, батончики, конфеты, десертные пудинги, корм для домашних животных, а также мясные фарши. Положительный результат от применения настоящего изобретения для организма человека имеет одностороннее представление, направленное на пребиотический эффект, минуя широкий спектр возможностей арабиноксиланов. Кроме того, несмотря на то что извлечение композиций ксила-олигосахаридов и арабиноксило-олигосахаридов из арабиноксиланов предусматривает использование семян рода Plantago - подорожники, конкретизация по использованию их оболочек/шелухи/лузги как отдельного сырьевого материала отсутствует. Кроме того, содержание азота в белковых молекулах семени проявляется в ухудшении цвета и появлении нетипичных нот во вкусе, ликвидация которых усложняет технологию производства.

Наличие коммерческих биологически активных добавок из оболочек/шелухи/лузги семян подорожника блошного - Plantago psyllium L. высокой степени очистки, на праве ботанического описания растения позволяет рекомендовать их в качестве источников арабиноксиланов для вареных колбасных изделий, тем самым снижая долю энергозатрат и вероятность неблагоприятных органолептических характеристик готового продукта.

Одним из таких препаратов, экспериментальным в данном изобретении, является «Colon pure purified Psyllium Husk» от «General Nutrition Centers (GNC)», Pittsburgh, свидетельство о государственной регистрации RU.77.99.11.003.E.004543.05.14. Внешне подставляет собой однородную, кремового оттенка муку, см. фиг. 2, мука из шелухи подорожника «Colon pure purified Psyllium Husk», вкус и запах нейтрален. В одной порции, рассчитанной на 6 г, содержится 5 г пищевых волокон оболочек/шелухи/лузги семени подорожника, 20 мг - натрия, 1,44 мг - железа. Клиническое воздействие от употребления 1-3 раза в день в виде раствора, указываемое производителем на маркировке, направлено на регуляцию стула, снижения уровня холестерина и сахара в крови, а также стимулирование моторной функции кишечника, как следствие - очищение организма. Указанный эффект достигается преимущественно за счет именно арабиноксиланов.

С технологической точки зрения для придания пищевым продуктам, в том числе вареным колбасным изделиям, функциональной направленности целесообразно применение муки из оболочек/шелухи/лузги семян подорожника блошного Plantago psyllium L. Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить способ применения муки из оболочек/шелухи/лузги семян подорожника блошного Plantago psyllium L. как источника арабиноксиланов для вареных колбасных изделий, лишенный вышеперечисленных недостатков.

Техническим результатом заявленного технического решения является расширение ассортимента вареных колбасных изделий за счет их обогащения готовыми к применению пищевыми волокнами – арабиноксиланами, подорожника блошного Plantago psyllium L. Под вареными колбасными изделиями при этом понимаются вареные колбасы, вареные колбаски, сосиски, сардельки, шпикачки и колбасные хлеба. Вареные колбасные изделия, обогащенные пищевыми волокнами из оболочек/шелухи/лузги семян подорожника блошного Plantago psyllium L. - арабиноксиланами, характеризуются более высокой физиологической ценностью и более низкой калорийностью, а также обладают улучшенными функционально-технологическими свойствами и более высокими органолептическими характеристиками.

Технический результат данного изобретения достигается тем, что вареные колбасные изделия, включая вареные колбасы, вареные колбаски, сосиски, сардельки, шпикачки, хлеба мясные, содержащие мясное сырье, яйца куриные, молоко сухое, соль поваренную, сахар-песок, пряности и воду, расфасованные в натуральные или искусственные оболочки, при этом в качестве основного сырья используется говядина высшего сорта и свинина полужирная, обогащаются внесением готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян подорожника блошного Plantago psyllium L. в количестве от 0,1 до 5,0% по отношению к массе сырья.

В предпочтительном варианте вареные колбасные изделия содержат от 0,1 до 5% по отношению к массе сырья готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L., что составляет от 0,05 до 2,5 г на порцию продукта массой 50 г, установленную согласно справочнику «Химический состав российских пищевых продуктов» под редакцией И.М. Скурихина. В более предпочтительном варианте осуществления вареные колбасные изделия содержат от 1 до 3% по отношению к массе сырья готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L., что составляет от 0,5 до 1,5 г на порцию продукта массой 50 г. В еще более предпочтительном варианте осуществления вареные колбасные изделия содержат от 2 до 2,5% готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи Plantago psyllium L., что составляет от 1 до 1,25 г на порцию продукта массой 50 г.

Преимущества способа применения муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. как источника арабиноксиланов для обогащения вареных колбасных изделий заключаются, с одной стороны, в повышении физиологической ценности продукта, так как усиливается перистальтика кишечника, адсорбируются желчные кислоты, снижется уровень холестерина в крови, усиливается выведение из организма контаминантов - тяжелых металлов и радионуклидов. С другой стороны, синергетическое действие пищевых волокон из оболочек/лузги/шелухи семян подорожника блошного Plantago psyllium L. на компоненты именно вареных колбасных изделий обуславливает высокие функционально-технологические свойства фаршемассы, в частности повышенную влагосвязывающую способность. В свою очередь, это приводит к существенному улучшению органолептических характеристик колбасных изделий - в частности повышается сочность и нежность консистенции, улучшается внешний вид продукта.

Примерами использования настоящего изобретения являются вареные колбасные изделия, содержащие муку из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. как источник арабиноксиланов, а также способы получения таких вареных колбасных изделий, причем указанные способы включают добавление готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. к указанным пищевым продуктам во время их производства. Готовая незаявляемая мука «Colon pure purified Psyllium Husk», производитель «General Nutrition Centers (GNC)», Pittsburgh в одной порции, рассчитанной на 6 г, содержит 5 г пищевых волокон оболочек/шелухи/лузги семени подорожника, 20 мг - натрия, 1,44 мг - железа, см. фиг. 3, описание биологически активной добавки.

Примеры вареных колбас с различным химическим составом и энергетической ценностью представлены в таблице 1.

Пример 1

Для изготовления колбасы вареной по стандартной рецептуре в соответствии с предлагаемой заявкой добавлено 0,05 г готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. «Colon pure purified Psyllium Husk» на порцию продукта массой 50 г, установленную согласно справочнику «Химический состав российских пищевых продуктов» под редакцией И. М. Скурихина. Нами получена готовая вареная колбаса, в своем составе содержащая белка 14,4%, жира 16,5%, углеводов 0,8%, золы 2,49%, воды 65,7% с энергетической ценностью 209,2 ккал на 100 г продукта. В то же время изготовленная по такой рецептуре вареная колбаса не характеризовалась повышенной биологической ценностью и дополнительным физиологическим действием на организм в связи с незначительным содержанием арабиноксиланов.

Пример 2

Для изготовления колбасы вареной по стандартной рецептуре в соответствии с предлагаемой заявкой добавлено 0,25 г готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. «Colon pure purified Psyllium Husk» на порцию продукта массой 50 г, установленную согласно справочнику «Химический состав российских пищевых продуктов» под редакцией И.М. Скурихина. Нами получена готовая вареная колбаса, в своем составе содержащая белка 14,3%, жира 16,4%, углеводов 0,9%, золы 2,51%, воды 65,6% с энергетической ценностью 208,4 ккал на 100 г продукта. Изготовленная по такой рецептуре вареная колбаса также не характеризовалась существенным повышением биологической ценности и дополнительным физиологическим действием на организм в связи с недостаточным содержанием арабиноксиланов.

Пример 3

Для изготовления колбасы вареной по стандартной рецептуре в соответствии с предлагаемой заявкой добавлено 0,5 г готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. «Colon pure purified Psyllium Husk» на порцию продукта массой 50 г, установленную согласно справочнику «Химический состав российских пищевых продуктов» под редакцией И.М. Скурихина. Нами получена готовая вареная колбаса, в своем составе содержащая белка 14,3%, жира 16,3%, углеводов 0,9%, золы 2,54%, воды 65,3% с энергетической ценностью 207,4 ккал на 100 г продукта. Изготовленная по такой рецептуре вареная колбаса также не отличалась существенным повышением биологической ценности и дополнительным физиологическим действием на организм в связи с недостаточным содержанием арабиноксиланов.

Пример 4

Для изготовления колбасы вареной по стандартной рецептуре в соответствии с предлагаемой заявкой добавлено 1 г готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. «Colon pure purified Psyllium Husk» на порцию продукта массой 50 г, установленную согласно справочнику «Химический состав российских пищевых продуктов» под редакцией И.М. Скурихина. Нами получена готовая вареная колбаса, в своем составе содержащая белка 14,2%, жира 16,1%, углеводов 1,0%, золы 2,60%, воды 64,9% с энергетической ценностью 205,4 ккал на 100 г продукта. Изготовленная по такой рецептуре вареная колбаса характеризовалась существенным повышением биологической ценности и дополнительным физиологическим действием на организм в связи с достаточным для обеспечения физиологического эффекта содержанием арабиноксиланов. Кроме того, вареная колбаса, изготовленная в соответствии с данным примером, обладала высокими органолептическими характеристиками, в частности нежной и сочной консистенцией, что обусловлено высоким значением влагосвязывающей способности за счет оптимального содержания арабиноксиланов.

Пример 5

Для изготовления колбасы вареной по стандартной рецептуре в соответствии с предлагаемой заявкой добавлено 1,5 г готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. «Colon pure purified Psyllium Husk» на порцию продукта массой 50 г, установленную согласно справочнику «Химический состав российских пищевых продуктов» под редакцией И.М. Скурихина. Нами получена готовая вареная колбаса, в своем составе содержащая белка 14,0%, жира 15,9%, углеводов 1,0%, золы 2,65%, воды 64,4% с энергетической ценностью 203,5 ккал на 100 г продукта. Изготовленная по такой рецептуре вареная колбаса также характеризовалась существенным повышением биологической ценности и дополнительным физиологическим действием на организм в связи с достаточным для обеспечения физиологического эффекта содержанием арабиноксиланов. Кроме того, вареная колбаса, изготовленная в соответствии с данным примером, обладала высокими органолептическими характеристиками, в частности нежной и сочной консистенцией, что обусловлено высоким значением влагосвязывающей способности за счет оптимального содержания арабиноксиланов.

Пример 6

Для изготовления колбасы вареной по стандартной рецептуре в соответствии с предлагаемой заявкой добавлено 2 г готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. «Colon pure purified Psyllium Husk» на порцию продукта массой 50 г, установленную согласно справочнику «Химический состав российских пищевых продуктов» под редакцией И.М. Скурихина. Нами получена готовая вареная колбаса, в своем составе содержащая белка 13,9%, жира 15,7%, углеводов 1,1%, золы 2,71%, воды 63,9% с энергетической ценностью 201,5 ккал на 100 г продукта. В то же время изготовленная по такой рецептуре вареная колбаса хотя и обладала дополнительным физиологическим действием на организм в связи с достаточным для обеспечения физиологического эффекта содержанием арабиноксиланов, характеризовалась более низкими органолептическими показателями, в частности более сухой консистенцией.

Пример 7

Для изготовления колбасы вареной по стандартной рецептуре в соответствии с предлагаемой заявкой добавлено 2,5 г готовой незаявляемой муки из оболочек/лузги/шелухи семян Plantago psyllium L. «Colon pure purified Psyllium Husk» на порцию продукта массой 50 г, установленную согласно справочнику «Химический состав российских пищевых продуктов» под редакцией И.М. Скурихина. Нами получена готовая вареная колбаса, в своем составе содержащая белка 13,8%, жира 15,5%, углеводов 1,1%, золы 2,76%), воды 63,5% с энергетической ценностью 199,5 ккал на 100 г продукта. Изготовленная по такой рецептуре вареная колбаса хотя и обладала дополнительным физиологическим действием на организм в связи с достаточным для обеспечения физиологического эффекта содержанием арабиноксиланов, характеризовалась более низкими органолептическими показателями, в частности чрезмерно сухой консистенцией.