Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТА, ОБОГАЩЕННОГО ФИТОКОМПОНЕНТАМИ И ПРЕБИОТИКОМ

Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для производства кисломолочного продукта, обогащенного фитокомпонентами и пребиотиком.

Известен способ производства биопродукта «Долголетие» (патент РФ №2514579, 2014), предусматривающий производство кисломолочного биопродукта по традиционной технологии с добавлением амарантовой муки. В состав входят йогуртовые культуры Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus и штамм Bifidobacterium adolescentis MC-42 в соотношении от 1:15 до 1:30. Данное изобретение направлено на получение продукта, обладающего профилактическими, диетическими, пробиотическими и функциональными свойствами.

Недостатком представленного способа производства биопродукта «Долголетие» является недостаточно высокие лечебно-профилактические свойства и невысокая биологическая ценность.

Технический результат, обеспечиваемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в получении функционального кисломолочного продукта, обогащенного амарантовой мукой, заваренной экстрактом плодов боярышника, маслом виноградных косточек и сиропом лактулозы, выработанного путем сквашивания закваской, состоящей из Streptococcus thermophilus, Propionibacterium freudenreichi subsp. shermanii, Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus и с длительным сроком хранения до 14 суток. Разработанный кисломолочный продукт обладает улучшенными органолептическими показателями. Использование в производстве растительных компонентов и сиропа лактулозы, содержащих в своем составе ряд биологически активных веществ, обладающих нормотензивными эффектами, позволяет получить высококачественный сбалансированный по основным и эссенциальным нутриентам пищевой продукт, способствующий формированию здорового пищеварения и нормального микробиоценоза.

Разработанный кисломолочный продукт может быть использован для питания различных категорий населения для профилактики алиментарно обусловленных заболеваний.

Указанный технический результат достигается тем, что при производстве кисломолочного продукта используют фитокомпоненты: плоды боярышника, амарантовую муку, масло виноградных косточек и пребиотик сироп лактулозы, закваску, состоящую из Streptococcus thermophilus, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii, Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus.

Результаты проведенных исследований показали, что в совокупности данные функциональные добавки - гармонично сбалансированный комплекс биологически активных веществ, добавление которого при производстве кисломолочного напитка позволяет обогатить его необходимыми нутриентами, повышает его пищевую ценность, а также благотворно воздействует на организм человека.

Так в плодах боярышника содержится целый комплекс таких витаминов как А, С, К, Р, Е, D, несколько витаминов группы В, а также микроэлементы: цинк, медь, калий, кобальт, молибден, хром, марганец, железо, бор, алюминий, кальций, содержат урсоловую, олеиновую, винную, лимонную, кретоновую, кофейную, яблочную кислоты. Целебные свойства плодов обусловлены высоким содержанием в нем органических соединений: флавоноидов, дубильных веществ, эфиров, гликозидов, антиоксидантов (ретинол, ликопин). Также в значительной концентрации в плодах содержатся пищевые волокна, каротин, углеводы в боярышнике в основном представлены фруктозой, способной регулировать уровень сахара в крови. Содержащийся пектин в плодах боярышника - превосходный антиоксидант, мягко устраняющий из организма токсины, активизирует кровоток, предупреждает истирание стенок сосудов, борется со свободными радикалами. Боярышник способствует повышению иммунитета, благодаря высокому содержанию витаминов, особенно витамина С, который стимулирует образование в организме антител, белых кровяных клеток, клеток-киллеров, макрофагов и интерферона, участвует в выработке эритроцитов.

Амарантовая мука обладает высокой биологической ценностью, служит источником минеральных веществ, таких как кальций, магний, фосфор; незаменимых для человека аминокислот: лизин, метионин и триптофан; витаминов группы В, С, А, Д и РР, которые совместно с витамином Е оказывают выраженное иммуностимулирующее, противовоспалительное, антиоксидантное действия. Амарантовая мука - еще и отличный источник фитостеролов («растительных гормонов»), обладающих иммуностимулирующими, противовоспалительными и бактерицидными свойствами, способствующих уменьшению содержания в крови «плохого» холестерина и снижению риска развития сахарного диабета II типа. В состав муки амаранта входят вещества, нормализующие кислотность желудочного сока и усиливающие секреторную функцию желудка и кишечника (витамины B₁ и В₂), оказывающие противовоспалительное и ранозаживляющее действие на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, а также препятствующие развитию воспалительных процессов в печени, желчном пузыре и желчевыводящих путях. Также в амарантовой муке высокое содержания холина, фосфолипидов и метионина - веществ, нормализующих процесс желчеотделения и предупреждающих жировую инфильтрацию печени. Благодаря высокому содержанию клетчатки амарантовая мука способствует устранению запоров, нормализации баланса полезной кишечной микрофлоры и очищению желудочно-кишечного тракта от вредных шлаков и токсинов.

Амарантовая мука обладает высокой энергетической и пищевой ценностью, отличается высокой водоудерживающей способностью, благодаря чему улучшает структурно-механические свойства кисломолочного продукта.

Масло виноградной косточки содержит жирорастворимые витамины: А, Е, Д. Линолевая кислота (омега-6) является незаменимой полиненасыщенной кислотой, не синтезируемой организмом человека. Ее высокое содержание наряду с олеиновой кислотой определяет противовоспалительное, иммуномодулирующее свойства масла, нормализует липидный баланс, работу эндокринной и нервной систем, укрепляет кровеносные сосуды. Комплекс природных кислот масла виноградных косточек, а также компоненты стеролового вида благотворно влияют на желудочно-кишечный тракт. Масло используют при лечении гастритов, колитов, эрозий стенок желудка, язв в стадии ремиссии.

Лактулоза как пребиотик, избирательно стимулирует рост и развитие микрофлоры толстой кишки - бифидобактерий, лактобактерий и аналогичных им, что приводит к нормализации естественной кишечной микрофлоры человека. Лактулоза не расщепляется ферментами ЖКТ, вследствие чего она остается интактной вплоть до попадания в толстую кишку, где происходит ее ферментация на низкомолекулярные органические кислоты, которые регулируют перистальтику толстой кишки, стимулируя моторику гастроинтестинального тракта. В толстой кишке лактулоза является идеальным питательным субстратом для лакто- и бифидобактерий, что приводит к угнетению протеолитической флоры, продуцирующей токсины, и условно-патогенной кишечной микрофлоры.

Обогащенный кисломолочный продукт содержат в своем составе микроорганизмы-пробиотики Streptococcus thermophilus, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii, Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus), обладающие антагонистической активностью в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, способствующие нормализации и поддержанию нормальной микрофлоры кишечника, активизации колибактериальной микрофлоры, повышению иммунологической резистентности организма.

В результате проведенных лабораторных исследований, в том числе с использованием методики компьютерной программы по оптимизации витаминно-минерального, аминокислотного, жирнокислотного составов разрабатываемого продукта, определены дозы внесения фитокомпонентов: плодов боярышника - 5,0% от массы продукта и амарантовой муки - 3,0% от массы продукта. По эссенциальным нутриентам доза внесения масла виноградных косточек как источника полиненасыщенных жирных кислот составляет 1% от массы продукта, а доза пребиотика сиропа лактулозы - 0,5% от массы продукта. Доза внесения сиропа лактулозы определена и механизмом действия, так в малых дозах пребиотик имеет бифидогенное действие, в больших дозах стимулирует дефекацию. Пребиотическая доза сиропа лактулозы составляет 0,5%, которая не вызывает послабляющего эффекта, но способствует росту биомассы облигатных представителей биоценоза.

Установлен способ предварительной подготовки фитокомпонентов. Плоды боярышника (5%) подвергают экстракции пастеризованным нормализованным молоком (соотношение сырья и экстрагента 1:7) при t=60-65°С в течение 30 мин, отжимают и удаляют жмых боярышника. Полученный экстракт подогревают до температуры 92-95°С, заваривают им амарантовую муку (3%) в течение 10 мин и охлаждают до t=40±2°C.

Установлен технологический этап внесения добавок: масло виноградных косточек и сироп лактулозы вносят в молочную смесь перед нормализацией; заваренную экстрактом плодов боярышника амарантовую муку - на этапе заквашивания одновременно с закваской, состоящей из Streptococcus thermophilus, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii, Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus (3% от массы продукта) и температурно-временные режимы производства продукта.

Способ получения кисломолочного продукта, обогащенного фитокомпонентами и пребиотиком, осуществляют следующим образом: проводят подготовку молока-сырья, используемого в качестве молочной основы и экстрагента: очистка, охлаждение молока-сырья до температуры 4±2°С, резервирование. Далее в молочную основу вносят 1% масла виноградных косточек и 0,5% сиропа лактулозы, нормализируют по массовой доле сухих веществ и массовой доле жира, гомогенизируют при температуре 60-65°С и давлении 12-15 мПа, пастеризуют при температуре 92-95°С с выдержкой 2-3с, охлаждают до температуры сквашивания 40±2°С и направляют в резервур, куда вносят 3% амарантовой муки, заваренной экстрактом, полученным при экстрагировании 5% плодов боярышника пастеризованным нормализованным молоком, и 3% закваски, состоящей из Streptococcus thermophilus, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii, Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, тщательно перемешивают, разливают в потребительскую тару. Сквашивание в термостатной камере длится в течение 5 часов до образования плотного сгустка кислотностью 65-75°Т, после чего продукт охлаждают до температуры 4±2°С.

Технологическими операциями производства обогащенного продукта являются: приемка и оценка молока-сырья, фитокомпонентов и сиропа лактулозы, очистка, охлаждение молока, внесение масла виноградных косточек и сиропа лактулозы, нормализация по массовой доле сухих веществ и массовой доле жира, гомогенизирование, пастеризация, охлаждение, внесение амарантовой муки, заваренной экстрактом плодов боярышника, и закваски, состоящей из Streptococcus thermophilus, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii, Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, перемешивание, розлив, маркирование, сквашивание, доохлаждение, хранение.

Пример 1. Определение оптимального количества плодов боярышника, необходимого для получения экстракта.

Произвели пять опытных образцов экстракта, полученных из плодов боярышника (образец №1 - 1% боярышника; образец №2 - 3% боярышника; образец №3 - 5% боярышника; образец №4 - 7% боярышника; образец №5 - 9% боярышника) путем экстрагирования пастеризованным нормализованным молоком при соотношении сырья и экстрагента 1:7 при t=60-65°C в течение 30 мин, затем произвели отжим и удаление жмыха. Полученные экстракты плодов боярышника охлаждали до t=40±2°C.

Описание начинается с внесения экстракта плодов боярышника.

При термостатном способе производства в молочную смесь вносят экстракт, полученный из плодов боярышника (опытные образцы №1-5), совместно с закваской, состоящей из Streptococcus thermophilus, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii, Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus в количестве 3,0%. Смесь тщательно перемешивают, разливают, сквашивают в термостатной камере до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности 65-75°Т. Продукт охлаждают до температуры 4±2°С.

Характеристика выработанных кисломолочных продуктов представлена в табл. 1.

В результате проведенной сравнительной характеристики кисломолочных продуктов, наиболее подходящей дозой внесения плодов боярышника является 5%, вследствие наиболее высоких органолептических и микробиологических показателей.

Пример 2. Определение дозы внесения амарантовой муки при заваривании экстрактом, полученного из плодов боярышника (5%).

Произвели пять опытных образцов амарантовой муки (образец №1 - 1% амарантовой муки; образец №2 - 2% амарантовой муки; образец №3 - 3% амарантовой муки; образец №4 - 4% амарантовой муки; образец №5 - 5% амарантовой муки), заваренной в течение 10 мин подогретым до t=92-95°C экстрактом, полученным при экстрагировании 5% плодов боярышника пастеризованным нормализованным молоком. Затем полученные образцы охладили до t=40±2°C.

Описание начинается с внесения амарантовой муки, заваренной экстрактом, полученным при экстрагировании 5% плодов боярышника молоком.

При термостатном способе производства в молочную смесь вносят амарантовую муку, заваренную экстрактом, полученным при экстрагировании 5% плодов боярышника молоком (опытные образцы №1-5), совместно с закваской, состоящей из Streptococcus thermophilus, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii, Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus в количестве 3,0%. Смесь тщательно перемешивают, разливают, сквашивают в термостатной камере до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности 65-75°Т. Продукт охлаждают до температуры 4±2°С.

Качественная характеристика кисломолочных продуктов с добавлением амарантовой муки, заваренной экстрактом, полученного при экстрагировании 5% плодов боярышника молоком, представлена в табл. 2.

Наилучшие показатели качества конечного продукта (органолептические, физико-химические и микробиологические) были получены в опытном образце №3 с дозой внесения 3% амарантовой муки. Продукт обладает гармоничными органолептическими показателями, чистым кисломолочным вкусом и запахом, с приятным выраженным привкусом амарантовой муки и плодов боярышника, плотной, однородной консистенцией с ненарушенным сгустком с единичными вкраплениями амарантовой муки, кремовым цветом, неравномерным по всей массе с единичными вкраплениями темного цвета.

Пример 3. Проведена комплексная оценка качества кисломолочного продукта, обогащенного фитокомпонентами и пребиотиком.

Результаты исследований пищевой и энергетической ценности кисломолочного продукта, обогащенного фитокомпонентами и пребиотиком, представлены в таблице 3.

Обогащение кисломолочного продукта фитокомпонентами и пребиотиком повысили пищевую и энергетическую ценность продукта. Высокое содержание углеводов 5,2±0,17 г способствует росту молочнокислых бактерий в обогащенном продукте, а впоследствии подавлять гнилостную микрофлору организма человека. Низкая энергетическая ценность кисломолочного продукта говорит о том, что продукт можно употреблять при диетическом питании.

При определении биологической ценности кисломолочного продукта исследовали его аминокислотный и витаминно-минеральный состав. Установлено, что обогащенный продукт богат аминокислотами, витаминами и минеральными веществами (табл. 4, 5).

Полученные результаты исследований показывают, что обогащенный фитокомпонентами и пребиотиком кисломолочный продукт характеризуется полноценным аминокислотным составом, определяющий высокую питательность продукта. Установлено, что в обогащенном кисломолочном продукте в наибольшем количестве среди незаменимых аминокислот преобладают лейцин (626 мг/100г), лизин (410 мг/100 г), валин (382 мг/100 г), а среди заменимых аминокислот - глутаминовая кислота - 920 мг/ 100 г; пролин - 392 мг/100 г; серин - 299 мг/100 г.

Данные таблицы свидетельствуют, что обогащенный продукт является хорошим источником витаминов и минеральных веществ. Так, в обогащенном продукте высокое содержание витаминов РР (0,71 мг), Е (0,48 мг), С (0,43 мг), минеральных веществ - калия (214 мг), кальция (122 мг), фосфора (94 мг), обусловлено внесением в продукт фитокомпонентов, богатых витаминами и минеральными веществами, благодаря чему продукт становится полезным, способствует укреплению иммунитета и удовлетворительному функционированию органов и систем организма.