БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЙ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к пищевой промышленности и биотехнологии, а именно к биологически активным пищевым продуктам на основе молочного сырья, с измененным белково-углеводным составом и обогащенные биологически активными веществами, продуцируемыми грибом Fusarium sambucinum, которые могут быть использованы в диетическом питании для профилактики метаболического синдрома, при нарушениях работы желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), печени, для укрепления иммунной системы человека.

Биологически активные пищевые продукты на основе молока и молочнокислых бактерий широко известны [1, 2, 3]. Такие продукты получают путем молочнокислого брожения и утилизации лактозы молока.

Недостатком известных продуктов является наличие в конечных продуктах этанола (до 3%), а также ограниченность спектра продуцируемых в процессе размножения бактерий биологически активных веществ. По этой причине употребление молочнокислых продуктов ограничивается при некоторых заболеваниях ЖКТ, хронических панкреатитах и заболеваниях печени.

Известен молочнокислый напиток на основе молочной сыворотки, ферментированной кефирным грибом в условиях аэрации [4]. Напиток готовят путем культивирования кефирного гриба в аэробных условиях на питательной среде на основе депротеинизированной молочной сыворотки, обогащенной обезжиренным молоком и этанолом.

Преимуществом этого продукта перед традиционным кефиром является пониженное содержания белка в среде до ферментации, прозрачность готового напитка, а также упрощение процесса стерилизации готового продукта. Однако по содержанию биологически активных веществ и воздействию на иммунную систему он существенно уступает традиционным кефирам.

В последнее время для получения биологически активных продуктов стали широко применять грибы Fusarium sambucinum, которые способны утилизировать лактозу и продуцировать широкий спектр биологически активных веществ витаминов, ферментов, коферментов, гликанов и т.п., благотворно влияющих на функционирование ЖКТ, печени, укрепляющих иммунную систему [5].

Известна белковая кормовая добавка, полученная путем глубинного культивирования гриба Fusarium sambucinum на разбавленной молочной сыворотке с дальнейшим отделением грибной биомассы. Добавка используется в качестве кормовой добавки в рацион питания животных с целью обогащения ее убихиноном [6].

Недостатком этой известной добавки является низкое накопление грибной биомассы, а также потеря биологически активных веществ, продуцируемых в культуральную жидкость, которые теряются при отделении грибной биомассы. Кроме того, эта известная добавка не предназначена для употребления ее человеком.

Известен препарат, влияющий на тканевый обмен организма человека с применением штамма гриба Fusarium sambucinum - товарное название "Милайф" [7]. Препарат содержит набор незаменимых аминокислот, комплекс гликанов, проявляющих иммуномодулирующую активность, фосфолипиды и ненасыщенные жирные кислоты, усиливающие детоксикационные свойства печени, а также витамины групп Д, Е и убихинон Q₁₀, являющиеся мощными антиоксидантами.

Недостатком этого препарата является потеря части биологически активных веществ при удалении культуральной жидкости.

Известны биологически активные добавки к пище (варианты), содержащие биологически активные вещества, полученные при культивировании мицелиального гриба Fusarium sambucinum из биомассы или культуральной жидкости [8]. Иммуномодулирующие свойства этого продукта, профилактическое действие на состояние желудка и печень доказаны клиническими испытаниями [5].

Недостатком этих продуктов являются относительно высокие затраты на приготовление питательной среды роста и необходимость дополнительных затрат на переработку биомассы и культуральной жидкости для извлечения биологически активных веществ.

Наиболее близким к предлагаемому биологически активному пищевому продукту является биологически активный продукт, полученный путем аэробного культивирования штамма гриба Fusarium culmorum ВСБ на молочном сырье и используемый для лечения и профилактики аллергических заболеваний [9].

Недостатком известного продукта является низкое содержание ценных биологически активных веществ, например жиров, ограниченность штамов-продуцентов для создания биологически активных продуктов, невозможность использования продукта для профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Задачей настоящего изобретения является создание биологически активного пищевого продукта - диетического продукта на основе молочного сырья - с низким содержанием лактозы и повышенным содержанием ценных биологически активных соединений за счет преобразования белково-углеводного состава обезжиренного молока или молочной сыворотки (подсырной или подтворожной), и позволяющего укрепить иммунную систему человека, восстановить работу желудочно-кишечного тракта и печени.

Технический результат настоящего изобретения состоит в получении нового биологически активного продукта, который имеет повышенное содержание биологически активных веществ и расширенный физиологический спектр воздействия и предназначен для широкого круга лиц в целях профилактики метаболического синдрома, при нарушениях желудочно-кишечного тракта, а также для укрепления иммунной системы человека.

Этот результат достигается тем, что предлагается биологически активный пищевой продукт на основе молочного сырья, полученный при культивировании грибов вида Fusarium sambucinum. Биологически активный пищевой продукт содержит культуральную жидкость и биомассу. Культивирование проводят на подтворожной или подсырной молочной сыворотке или обезжиренном молоке, а готовый продукт (культуральная жидкость и биомасса) характеризуется при влажности 6,5% следующим составом, мас.%: жиры - 10-15, причем жирно-кислотный состав составляет (в % от суммы жиров) - линолевая - 50-58, γ-линоленовая - 0,2-0,4, α-линоленовая - 0,4-0,7, эйкозатриеновая - 0,2-0,35, арахидоновая - 0,4-0,8; белки - 24-35, в том числе аминокислоты (в % от суммы белка) - 16-24; лактоза - 1-3; зола - 6-8; а также витамины - 300-500 мг/100 г, в том числе витамин Е - 6-8 мг/100 г, витамин В1 - 0,6-0,9 мг/100 г, витамин В2 - 4-6 мг/100 г, витамин В3 - 3,5-6,5, витамин В4 - 250-400 мг/100 г.

Биологически активный продукт может быть получен при культивировании штаммов гриба вида Fusarium sambucinum, выбранных из ряда: Fusarium sambucinum ВКМ F-26109Д, F-165Д-ВСБ-916(PS-64), F 169Д-ВСБ-917, F-3051Д, F-3052Д, F-8427Д, F-199Д-52587, F-676Д-139С.

Как вариант, предлагается биологически активный пищевой продукт на основе молочного сырья, полученный в результате культивирования гриба вида Fusarium sambucinum. Биологически активный пищевой продукт содержит отделенную от биомассы культуральную жидкость. Культивирование проводят на подтворожной или подсырной молочной сыворотке или обезжиренном молоке, а готовый продукт (культуральная жидкость) характеризуется содержанием энниатина - 100-800 мг/л и ферментов: коллагеназы - 100-800 ед/мл, протеазы - 1-2 ед/мл, пектиназы - 0,4-0,8 ед/мл.

Биологически активный продукт может быть получен при культивировании штаммов гриба вида Fusarium sambucinum, выбранных из ряда: Fusarium sambucinum BKM F-26109Д, F-165Д-ВСБ-916(PS-64), F-169Д-ВСБ-917, F-3051Д, F-3052Д, F-8427Д, F-199Д-52587, F-676Д-139С.

Используемые при приготовлении биологически активного пищевого продукта в качестве продуцентов биологически активных веществ штаммы гриба вида Fusarium sambucinum: BKM F-26109Д, F-165Д-ВСБ-916(PS-64), F 169Д-ВСБ-917, F-3051Д, F-3052Д, F-8427Д, F-199Д-52587, F-676Д-139С являются известными и депонированы Всесоюзной коллекцией промышленных микроорганизмов института "ВНИИгенетика" и Всесоюзной коллекцией микроорганизмов ИБФН АН СССР.

Используемое обезжиренное молоко является побочным продуктом при производстве сливок и сливочного масла и имеет ограниченное применение в качестве сырья для кондитерской промышленности.

Молочная сыворотка является отходом молочной промышленности при производстве творога и сыров и не может быть использована в качестве продукта питания ввиду низкого содержания в ней белка и жиров и высокого содержания лактозы. По этой причине ее сбрасывают в очистные сооружения либо частично используют в качестве источника лактозы при производстве лекарств. Существует общепризнанная проблема эффективной утилизации молочной сыворотки.

Для использования обезжиренного молока и сыворотки в качестве ценного продукта питания их необходимо переработать с целью снижения концентрации лактозы и обогащения биологически активными веществами (БАВ).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые, однако, не охватывают, а тем более не ограничивают весь объем притязаний данного изобретения.

Пример 1 (вариант 1).

Для приготовления биологически активного пищевого продукта используют подтворожную молочную сыворотку вакуумной сушки со следующими физико-химическими показателями: Массовая доля, в %: жира - 0,4, белка - 5,8, влаги - 6,5, лактозы - 70,8, золы - 11. Разведение сыворотки при культивировании стандартизируют по лактозе - 4,5%.

Мицелиальный гриб Fusaruim sambucinum BKM F-3051Д выращивают в 10-литровом ферментере АНКУМ 2М с рабочим объемом 7 л молочной сыворотки с добавлением посевного материала 5,6 г/л, азотнокислого аммония (0,3%), сернокислого магния (0,5%) и кислого фосфорнокислого калия (0,2%), при температуре 26°С, перемешивании (300 об/мин) и аэрации (2 л воздуха/мин) в течение 54 часов.

Посевной материал, продуцентом которого является штамм Fusarium sambucinum BKM F-3051Д, получают следующим способом:

- суспензией с 10-суточного косяка культуры Fusarium sambucinum на картофельно-морковном агаре (хламидоспорами) засевают колбу вместимостью 250 мл с 30 мл 3,5°Б сусла и культивирование проводят на качалке с 220 об/мин при 27°С в течение 3 суток. В результате получают макроконидии (посевной материал №1), которые используют для выращивания посевного материала №2.

- посевной материал №1 в количестве 3-5% вносят в колбу вместимостью 250 мл с 30 мл 3,5°Б сусла и культивирование проводят на качалке с 220 об/мин при 27°С в течение 20 часов (посевной материал №2). Полученный посевной материал представляет собой густой мицелий из мелких хлопьевидных колоний. Посевной материал №2 используют в качестве жидкого инокулята (10% по объему) для засева производственной среды в ферментере.

После культивирования в течение 45 часов получают оптимальный выход - 12,9 г/л. Полученную биомассу и культуральную жидкость на основе молочной сыворотки концентрируют до содержания массовой доли влаги - 6,5%. Готовый биологически активный пищевой продукт имеет при влажности 6,5% следующий состав, мас.%: жиры - 10,4, причем жирно-кислотный состав составляет (в % от суммы жиров) - линолевая - 56,92, γ-линоленовая - 0,31, α-линоленовая - 0,58, эйкозатриеновая - 0,27, арахидоновая - 0,66; белки - 30,8, в том числе аминокислоты (в % от суммы белка) - 17,0; лактоза - 2,5; зола - 7,1; а также витамины - 473,21 мг/100 г, в том числе витамин Е - 7,2 мг/100 г, витамин В1 - 0,7 мг/100 г, витамин В2 - 4,9 мг/100 г, витамин В3 - 5,4, витамин В4 - 303,5 мг/100 г.

Биологически активный пищевой продукт можно использовать как отдельный самостоятельный продукт, так и в качестве добавки при приготовлении любых пищевых продуктов.

Пример 2.

То же, что и в примере 1, но при приготовлении биологически активного пищевого продукта в качестве молочного сырья используют подсырную сыворотку, а в качестве гриба вида Fusaruim sambucinum используют штамм Fusaruim sambucinum BKM F-3052Д. Готовый продукт представляет собой культуральную жидкость и биомассу, которая имеет при влажности 6,5% следующий состав, мас.%: жиры - 14,5, причем жирно-кислотный состав составляет (в % от суммы жиров) - линолевая - 57,3, γ-линоленовая - 0,34, α-линоленовая - 0,6, эйкозатриеновая - 0,32, арахидоновая - 0,7; белки - 28,5, в том числе аминокислоты (в % от суммы белка) - 16,4; лактоза - 2,45; зола - 6,6; а также витамины - 430,1 мг/100 г, в том числе витамин Е - 6,9 мг/100 г, витамин В1 - 0,68 мг/100 г, витамин В2 - 4,9 мг/100 г, витамин В3 - 5,0, витамин В4 - 285 мг/100 г.

Пример 3.

То же, что и в примере 1, но при приготовлении биологически активного пищевого продукта используют обезжиренное молоко, стандартизованное по содержанию лактозы в питательной среде перед засевом (3-6%), а в качестве гриба вида Fusaruim sambucinum используют штамм Fusaruim sambucinum F-676Д-139С. Готовый продукт представляет собой культуральную жидкость и биомассу и имеет при влажности 6,5% следующий состав, мас.%: жиры -12,5, причем жирно-кислотный состав составляет (в % от суммы жиров) - линолевая - 55,35, γ-линоленовая - 0,36, α-линоленовая - 0,48, эйкозатриеновая - 0,3, арахидоновая - 0,54; белки - 31,2, в том числе аминокислоты (в % от суммы белка) - 17,8; лактоза - 3,0; зола - 6,5; а также витамины - 450,15 мг/100 г, в том числе витамин Е - 6,5 мг/100 г, витамин В1 - 0,6 мг/100 г, витамин В2 - 4,3 мг/100 г, витамин В3 - 4,8, витамин В4 - 310 мг/100 г.

Пример 4 (вариант 2).

Для приготовления биологически активного пищевого продукта используют подтворожную молочную сыворотку вакуумной сушки со следующими физико-химическими показателями: Массовая доля, в %: жира - 0,4, белка - 5,8, влаги - 6,5, лактозы - 70,8, золы - 11. Разведение сыворотки при культивировании стандартизируют по лактозе - 4,5%.

Мицелиальный гриб Fusaruim sambucinum BKM F-3051Д выращивают в 10-литровом ферментере АНКУМ 2М с рабочим объемом 7 л молочной сыворотки с добавлением посевного материала 5,6 г/л, азотнокислого аммония (0,3%), сернокислого магния (0,5%) и кислого фосфорнокислого калия (0,2%), при температуре 26°С, перемешивании (300 об/мин) и аэрации (2 л воздуха/мин) в течение 54 часов.

В преобразованном молочном сырье (в культуральной жидкости) в результате культивирования мицелия гриба и после отделения биомассы гриба содержится кислая и нейтральная протеазы и коллагеназа. Основное их количество достигает максимума к концу инкубации, т.е. к 36-54 часам культивирования. Готовый биологически активный пищевой продукт представляет собой отделенную от биомассы культуральную жидкость, характеризующуюся содержанием энниатина (антибиотик, относимый к группе мембранных ионофоров), который по мере развития гриба переходит в среду выращивания) - 600 мг/л и ферментов: коллагеназы - 500 ед/мл, протеазы - 1,5 ед/мл, пектиназы - 0,6 ед/мл. В сыворотке, преобразованной в результате культивирования гриба, обнаружено также вещество, ингибирующее образование холестерина.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет изменить белково-углеводный состав исходного молочного сырья, получить новые биологически активные пищевые продукты с повышенным содержанием ценных биологически активных соединений (ферментов, полиненасыщенных жирных кислот, энниатина), которые можно широко использовать для укрепления иммунной системы человека, профилактики метаболического синдрома, при нарушениях желудочно-кишечного тракта и печени.

Литература.

1. Общая врачебная практика. Под ред. проф. Денисова Е.Н., проф. Мовшович Б.Л., Москва, 2001 г.

2. Лечебное питание. Под редакцией проф. Меньшикова Ф.К. и проф. Маршака М.С., Медгиз - 1958 г., Москва.

3. Food product and method for producing thereof. // WO 02065844, 29.08.2002.

4. Lactic acid drink and process for the production of the same.// EP 0469200, 05.02.1992.

5. Биологически активная добавка "Флоравит Э" в гастроэнтерологии. Методические рекомендации для врачей. Издание Российской медицинской академии последипломного образования, Москва, 2002 г.

6. Способ получения белковой кормовой добавки.// SU 1833423 A3, 07.08.1993.

7. Препарат, влияющий на тканевый обмен, и применение штамма гриба Fusarium sambucinum Fuckel var ossicolum (Berk et. Curt) Bilai для его получения.// RU 2040932, 21.12.1993.

8. Биологически активная добавка к пище (варианты) и способ ее получения (варианты)// RU 2177699 С1, 27.06.2000.

9. Способ лечения и профилактики аллергических заболеваний.// RU 2000808 С1, 15.10.1993 (прототип).