Результат интеллектуальной деятельности: Пищевой функциональный концентрат для приготовления напитка и способ его получения

Изобретение относится к области пищевой промышленности и может быть использовано для производства функциональных продуктов, в частности, безалкогольных напитков, предназначенных для широкого круга потребителей: здоровых людей обоих полов всех возрастов, ослабленных, нуждающихся в диетическом питании, нуждающихся в усиленном питании, спортсменов, детей всех возрастов.

Функциональными являются продукты, которые помимо пищевой ценности способны оказывать положительное влияние на здоровье потребителя. Функциональные продукты (ФП) обычно содержат один или несколько полезных компонентов, таких как витамины, пищевые волокна, эссенциальные нутриенты, минеральные добавки, полиненасыщенные жирные кислоты, пробиотики, пребиотики, органические кислоты, биофлаваноиды, дубильные вещества, гликозиды, производные фенолов и другие.

Широко распространенными функциональными продуктами являются следующие: 1) молочнокислые продукты; 2) продукты брожения (квасы); 3) фруктовые соки; 4) минеральные воды и другие.

У каждой группы есть недостатки, ограничивающие их применение, например, повышенная кислотность для групп 1-3, отсутствие белка для групп 2-4, отсутствие витаминов (группа 4).

Комбинированные продукты на основе растительного и животного сырья являются наиболее сбалансированными.

Известен пищевой функциональный продукт на основе сухого обезжиренного молока и муки из солода злаковых, который дополнительно обогащен вкусоароматическими добавками, витаминами и фосфолипидами (RU 2259793, 2005).

Недостатком напитка является высокое содержание нерастворимых полисахаридов и белков солода и, как следствие, низкая биологическая усвояемость. Кроме того, высокое содержание нерастворимых компонентов ухудшают органолептические характеристики напитков, приготовленных из данного продукта.

Известен способ получения экстракта на основе цельного зерна злаков, согласно которому осуществляют модификацию зерна механическим, химическим или ферментативным воздействием, получая фракции зерна с улучшенными суспензионными свойствами, которые можно использовать для приготовления напитков. Для повышения пищевой ценности экстракт смешивают с обезжиренным сухим молоком, сахаром, какао, жировым компонентом, кофе, заменителем сливок (RU 2586152, 2016).

Недостатком данного способа является его сложность и многостадийность. Кроме того, присутствие в напитке нерастворимой фракции снижает усвояемость биологически активных веществ и ухудшает органолептические свойства.

Известен способ получения напитка из растворимого порошка-основы, в состав которого входят солодовый экстракт, сухое молоко, сахар, какао, пальмовое масло, витамины, минералы (RU 2560322, 2015)

Недостатком напитка является отсутствие какой-либо функциональной направленности.

Известна также композиция для приготовления кисломолочного продукта, в состав которой входят: молоко сухое, обезжиренные сливки 30%, экстракт водный солодовый, солод зеленый жаренный, БАД на основе лекарственных растений, закваска, содержащая молочнокислые стрептококки, Бифилакт Д, термофильные палочки, стабилизирующую смесь, пюре фруктовое или овощное, мед, жирорастворимый витамин Д и вода (RU 2321262, 2008)

Недостатком данного продукта является отсутствие компонентов с пребиотическими свойствами, а также высокая влажность продукта, сокращающая длительность хранения. Кроме того, присутствие нерастворимой фракции (жаренный зеленый солод) ухудшает усвояемость нутриентов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является техническое решение, в котором описан способ производства сухого концентрата солодового напитка. Концентрат получает смешиванием твердых и жидких компонентов напитка в одной емкости с получением смеси, которую подвергают смеси нагреванию до температуры от 60° до 80°С при понижении давлении от 1 до 20 кПа для осуществления сушки и гранулирования смеси с получением сухого концентрата солодового напитка. Твердые компоненты выбирают из какао порошка, обезжиренного сухого молока или сливок, сухой молочной сыворотки, соли, специй, натуральных красителей, порошкового солодового экстракта, мальтодекстрина и их смеси. Жидкие компоненты включают один или более компонентов, выбираемых из воды, солодового экстракта, карамелизованного сахарного сиропа, специй, соевого лецитина, натуральных красителей, мальтодекстрина и их смесей. Твердые компоненты могут дополнительно содержать сахар, а жидкие - сахарный раствор. Известный способ позволяет в одну стадию при достаточно мягком режиме получить сухой концентрат для напитка, обладающего достаточно высокой биологической ценностью и хорошей усвояемостью (RU 2534581, 2014).

Недостатком известного решения является отсутствие в рецептуре концентрата пробиотических компонентов и бифидофакторов, способствующих нормализации микробиоты кишечника и улучшающих усвоение питательных веществ пищи. Кроме того, для изготовления продукта по прототипу требуется стадия полного высушивания компонентов в отличии от предложенного решения. Кроме того, использование известного состава предусматривает необходимость термического консервирования продукта, что важно для сохранности многих из добавок, например, молочнокислых бактерий.

Задачей заявленного технического решения является разработка нового пищевого функционального концентрата, имеющего высокие органолептические показатели, способного нормализовать микробиоту кишечника и, как следствие, повысить усвояемость питательных веществ, при сохранении высокой биологической ценности продукта, а также разработать простой способ приготовления пищевого концентрата.

Поставленная задача решается описываемым ниже пищевым функциональным концентратом, содержащим в массовых %

сухое молоко цельное 15-30

растительные лигнаны 0,01-1,0

инулин топинамбура 3-15

сахар 1,0-1,5

соль поваренная 0,2-0,35

сухой солодовый экстракт - остальное

Дополнительно пищевой концентрат может также содержать следующие компоненты в масс. %:

порошок какао 5-7

сухое фруктовое пюре 5-15

минеральные добавку, выбранную из селена, калия, йода 0,1-15

пробиотические микроорганизмы в количестве от 1×10⁹ до 1×10¹¹ КОЕ на 1 г концентрата.

Количества дополнительных компонентов указаны за счет остального (солодового экстракта).

Поставленная задача решается также описываемым способом получения пищевого функционального концентрата, охарактеризованного выше, который включает составление смеси, состоящей из сухих компонентов, указанных выше, перемешивание смеси с помощью лопастного смесителя со скоростью, равной 500-1500 об/мин в течение времени 5-30 минут.

Концентрат может быть приготовлен в виде сухого порошка, пасты, либо дополнительно сформован, например, в виде батончиков или таблеток, так как после окончания перемешивания продукт можно подать на линию формовки для придания ему необходимой консистенции и формы.

Технический результат изобретения заключается в расширении ассортимента функциональных пищевых продуктов, и упрощении способа получения продукта по сравнению с продуктом-прототипом.

Используемые в заявленном продукте компоненты обладают следующими свойствами: сухое молоко богато легко усвояемыми белками, лактозой, кальцием. Включение молочных продуктов в любой пищевой рацион повышает его полноценность, способствует лучшему усвоению других компонентов.

Выбранные дозировки молока позволяют получить продукт с гармоничным молочно-солодовым вкусом. Увеличение дозировки выше верхнего предела приводит к исчезновению солодового вкуса, а снижение дозировки за нижний предел придает напитку ярко-выраженный вкус солода и избыточную сладость.

Растительные лигнаны положительно влияют на организм человека - повышают иммунитет, укрепляют центральную нервную систему, освобождают организм от свободных радикалов, снижают уровень холестерина, выполняют функцию кардиопротекторов и уменьшают негативное влияние на организм гормонов стресса.

Дозировка нами разработана исходя из адекватной суточной нормы потребления.

Содержание лигнанов в количестве более 1% масс. в концентрате превышает физиологическую потребность, а менее 0,01% не обеспечивает антиоксидантных свойств.

Инулин топинамбура регулирует работу желудочно кишечного тракта, избирательно стимулирует метаболическую активность молочнокислых и бифидобактерий, положительно влияет на моторику кишечника, а также оказывает детоксикационное действие.

Его выбранные дозировки обеспечивают оптимальные пребиотические свойства концентрата. Выход за верхний предел приводит к превышению допустимого уровня потребления, а выход за нижний - потерю пребиотических свойств концентрата.

Сахар и поваренная соль включены в рецептуру в качестве усилителей вкуса. Выход за верхний предел дозировки сахара 1,5% масс, повышает сладость, что приводит к потере гармоничности вкуса, выход за нижний предел - ухудшает органолептические свойства напитка.

Поваренная соль включена в рецептуру в количестве 0,20-0,35 масс. %. Превышение заявленного количества приводит к появлению ярко-выраженного соленого вкуса, а выход за нижний предел приводит к потере гармоничности и яркости вкуса.

Сухой солодовый экстракт содержит растворимые углеводы, протеины, крахмал, микро- и макроэлементы, витамины группы В, витамины D, Е.

Какао порошок позволяет дополнительно обогатить напиток мокро- и микронутриентами, а также аминокислотами. Дозировка в заявленных пределах позволяет получить напиток с цветом от светло-коричневого до коричневого и гармоничным шоколадно-солодовым вкусом, и ароматом.

Сухое фруктовое пюре добавляют в рецептуру в количестве от 5 до 15 масс. % для придания концентрату фруктового вкуса и аромата.

Заявленные минеральные добавки обогащают концентрат напитка эссенциальными микро- и макроэлементами.

Пробиотические микроорганизмы добавляют в концентрат в количестве от 1×10⁹ до 1×10¹¹ КОЕ на 1 г продукта в виде сухого порошка. Они оказывают корректирующее действие на иммунный статус и микроэкологию желудочно-кишечного тракта, подавляют развитие патогенов, регулируют ферментативную и моторную функции кишечника, снижают уровень сывороточного холестерина, тонизируют нервную систему, способствуют выводу из организма токсинов. Дозировки заявленного количества основаны на рекомендуемых нормах потребления.

Рекомендуемая норма разбавления 30 г порошка на 200 см³ воды.

Рекомендуемая суточная доза от 1 до 3х стаканов в сутки в зависимости от возрастной категории потребителя.

В таблице 1 приведены примеры составов предлагаемого пищевого функционального концентрата.

Пищевой функциональный концентрат для приготовления напитка готовят следующим образом:

Пример 1.

В лопастной смеситель вносят сухой солодовый экстракт, затем при постоянном перемешивании вносят сухое молоко, растительные лигнаны, инулин топинамбура, сахар, соль и далее, в соответствии с составом, приведенным в табл. 1 в примере №3, сухое фруктовое пюре, минеральные добавки и пробиотические микроорганизмы, перемешивают смесь в течение 30 минут со скорость 1500 об/мин.

Пример 2.

В лопастной смеситель вносят сухой солодовый экстракт, затем при постоянном перемешивании вносят сухое молоко, растительные лигнаны, инулин топинамбура, сахар, соль в соответствии с составом, сухое фруктовое пюре, минеральные добавки и пробиотические микроорганизмы в виде сухого порошка, в количествах, приведенных в примере №4 в табл. 1, перемешивают смесь в течении 5 минут при скорости 1500 об/мин. готовую смесь выгружают из смесителя и фасуют в потребительскую тару.

Пример 3.

Пищевой функциональный концентрат для приготовления напитка готовят следующим образом. В лопастной смеситель вносят сухой солодовый экстракт, затем при постоянном перемешивании вносят сухое молоко, растительные лигнаны, инулин топинамбура, сахар, соль, сухое фруктовое пюре, минеральные добавки и пробиотические микроорганизмы в виде сухого порошка, в количествах, приведенных в примере №2 в табл. 1 перемешивают смесь в течении 15 минут при скорости 1000 об/мин. готовую смесь выгружают из смесителя и фасуют в потребительскую тару.

В таблице 2 приведены органолептические показатели напитков, приготовленных из пищевого функционального концентрата, в соответствии с примерами составов, приведенных в таблице 1.

Проведенная органолептическая оценка показала, что напитки, полученные из концентрата, имеют улучшенные органолептические характеристики за счет введения пребиотика инулина, растворимого солодового экстракта и какао.

В таблице 3 приведены микробиологические показатели пищевого функционального концентрата по заявляемому составу.

Пробные партии пищевого функционального концентрата были изготовлены на предприятии ООО «Бавар +» и прошли расширенную дегустацию на кафедре «Технологии бродильных производств и виноделие» ФГБОУ ВО Московский государственный университет пищевых производств. Результаты проведенных микробиологического и сенсорного анализов полученного концентрата показали, что он содержит молочнокислые пробиотические микроорганизмы в количестве не менее 1×10⁹ КОЕ/г концентрата, а напиток, полученный из концентрата имеет гармоничный вкус и приятный аромат. Продукт имеет длительный срок хранения без потери биологической активности, растворимости и органолептических характеристик.

Функциональный концентрат для приготовления напитка рекомендуется для профилактического массового потребления.

Включение в рацион питания функционального концентрата позволяет улучшить микроэкологию желудочно-кишечного тракта, повысить устойчивость к стрессовым воздействиям, снабдить организм эссенциальными микро- и макронутриентами.