Способ получения кисломолочного продукта для функционального питания и продукт, полученный этим способом

Способ получения кисломолочного продукта для функционального питания и продукт, полученный этим способом

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству кисломолочных продуктов профилактического действия.

В настоящее время уделяется большое внимание разработке пищевых продуктов для функционального питания, потребление которых способствует нормальному функционированию органов пищеварительного тракта и, как следствие, способствует повышению иммунитета человека.

Настоящее изобретение направлено на создание кисломолочного продукта, обладающего гастроэнтерологическим и иммунным действием, а также высокими потребительскими свойствами с использованием ограниченного количества функциональных ингредиентов и пищевых добавок.

Нативные диетические свойства кисломолочных продуктов обусловлены наличием в них молочнокислых бактерий, кефирных грибков и продуктов их жизнедеятельности. Для усиления и расширения профилактических свойств кисломолочных продуктов в их состав дополнительно вводят различные функциональные ингредиенты. При выборе функциональных ингредиентов исходят из того, что они не должны ухудшать потребительские свойства напитков (вкус, цвет, запах, консистенцию, срок хранения и т.п.) и санитарно-гигиенические характеристики.

Одним из направлений создания новых кисломолочных продуктов является введение в исходное сырье в качестве функциональных ингредиентов биологически активных веществ, оказывающих профилактическое действие на организм человека.

Известны кисломолочные продукты для функционального питания и способы их получения, включающие введение в молочную основу молочнокислых заквасок и биологически активных веществ, выбор которых определяется их совместимостью с используемыми заквасками. Наиболее часто используют биологически активные вещества растительного и животного происхождения в виде экстрактов, порошков, настоев (например, RU 2196432 С1, 2003.01.20). В качестве источников биологически активных веществ растительного происхождения, используемых при производстве кисломолочных напитков, применяют водоросли, топинамбур, элеутерококк, женьшень и др. (например, RU 2130731 С1, 1999.05.27; RU 2124847 С1, 1999.01.20). Каждому из биологически активных веществ растительного происхождения присущи индивидуальные свойства, оказывающие профилактический эффект в отношении определенных заболеваний. Так, водоросли являются источниками свободных полиненасыщенных жирных кислот, в том числе типа омега-3, обладающих сильными антиоксидантными свойствами, что важно для предупреждения онкологических заболеваний; топинамбур является источником витаминов и инулина, оказывающего профилактический эффект при заболеваниях поджелудочной железы, атеросклерозе и ожирении; элеутерококк обладает тонизирующим эффектом, координирует иммунные процессы, активизирует защитные функции организма.

Для расширения профилактических свойств кисломолочных продуктов в молочную основу вводят несколько биологически активных веществ с различными свойствами. Продукты, полученные таким способом, оказывают на организм человека большее оздоровительное влияние или усиливают эффект основного компонента, однако при этом значительно усложняется технология их получения.

В последнее время в качестве функциональных ингредиентов широко применяются выпускаемые различными предприятиями известные биологически активные добавки, например «Апивит» (RU 2231956 С2, 2004.07.10), «Бэтавитон» (RU 2155489 С1, 2000.09.10), «Эраконд» (RU 2155488 С2, 2000.09.10) и т.п., которые рекомендуется вводить, как правило, после процесса сквашивания. Биологически активные добавки, предназначенные для использования их в качестве пищевых добавок, проявляют свои профилактические свойства при достаточно больших дозах, поэтому введение их в кисломолочные продукты в эффективных дозах меняет вкус и внешний вид продукта, что неприемлемо для некоторой части потребителей.

Все известные способы получения кисломолочных продуктов включают операции очистки и нормализации исходного сырья, пастеризацию, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски, сквашивание и охлаждение готового продукта до температуры хранения. Внесение функциональных ингредиентов осуществляют на различных этапах производства: одновременно с введением соответствующей кисломолочному продукту закваски (например, RU 2155489 С1, 2000.09.10; RU 2243672 С2, 2005.01.10) или до внесения закваски (например, RU 2098976 С1, 1997.12.20) или после внесения закваски и сквашивания (например, RU 2217967 С2, 2003.12.10; RU 2155488 С2, 2000.09.10).

Настоящее изобретение направлено на разработку способа получения кисломолочных продуктов с применением наименьшего числа функциональных ингредиентов, придающих продукту широкий спектр профилактических свойств без изменения его органолептических характеристик и способствующих повышению срока хранения.

Известен способ получения диетического кисломолочного продукта, который использует в качестве функционального ингредиента яичный белок в 4-5%-ном растворе янтарной кислоты (RU 108726 С1, 1998.04.20). Разведенный в янтарной кислоте яичный белок выдерживают в условиях естественного теплообмена при 16-22°С в течение 3-4 часов, а затем вносят смесь в исходное сырье, предварительно подвергнутое высокотемпературной обработке и охлажденное до 40-45°С, после чего производят операции перемешивания, внесения закваски, сквашивания, охлаждения и розлива.

Этот способ трудоемок, придает продуктам несвойственный им вкус и при незначительном отклонении от технологических режимов может привести к получению продукта с низкими органолептическими и структурными свойствами.

Известен способ получения кисломолочных продуктов для функционального питания с широким спектром профилактических свойств, использующий в качестве функциональных ингредиентов две добавки растительного происхождения - инулинсодержащую и гликозидсодержащую. а также ароматическую добавку (RU 2217967 С2, 2003.12.10). Инулин используется для составления адекватных диет и корректировки питания при сахарном диабете, характеризуется также большим содержанием витаминов, а также микро- и макроэлементов и образует комплексы с Ва, Sn, что делает его пригодным для выделения тяжелых металлов из организма, а некоторые производные инулина обладают противоопухолевым действием. Гликозидсодержащие и ароматические добавки, в качестве которых используются экстракты различных растений, необходимы для коррекции вкуса продукта. Инулинсодержащую добавку вносят в молочную основу (молоко) после ее пастеризации, а гликозидсодержащую и ароматическую добавки - после сквашивания.

Недостатком способа является его сложность, связанная с использованием нескольких функциональных ингредиентов. Кроме того, используемые функцииональные ингредиенты способствуют повышению в продукте процесса нарастания кислотности, что сокращает срок их годности и снижает количество полезной микрофлоры.

В качестве ближайшего аналога выбран способ получения кисломолочного продукта, который использует один функциональный ингредиент - концентрат топинамбура или его измельченные клубни (RU 2130731 С1, 1999.05.27). Топинамбур смешивают с полученной диафильтрацией белковой фракцией, смесь пастеризуют при 78-82°С с выдержкой 18-22 мин, охлаждают и заквашивают закваской.

Недостатком способа и полученного этим способом продукта, как и других известных способов, является то, что используемый функциональный ингредиент не способствует улучшению потребительских свойств продукта и для сохранения консистенции (для предотвращения отделения сыровотки) требуется дополнительное введение пищевой добавки класса стабилизаторов.

Настоящее изобретение направлено на разработку простого в реализации производства кисломолочных продуктов с использованием одного функционального ингредиента, повышающего потребительские свойства продукта, в том числе сообщающего ему широкий спектр профилактических свойств, обеспечивающего без введения других пищевых добавок большой срок годности без снижения структурной стабильности и количества полезной микрофлоры.

Задачей изобретения является также создание способа, в котором введение нового функционального ингредиента не требует изменений технологических режимов существующих производств молочных продуктов и предусматривает несложную процедуру ввода этого ингредиента в молочную основу.

Другой задачей изобретения является создание малокомпонентного кисломолочного продукта для функционального питания, обладающего широким спектром профилактических свойств и длительным сроком хранения без снижения структурной стабильности и количества полезной микрофлоры.

Заявляемый способ получения кисломолочного продукта включает нормализацию и пастеризацию исходного сырья, охлаждение до температуры заквашивания, внесении закваски, сквашивание и охлаждение готового продукта, а также введение функционального ингредиента, характеризуется тем, что в качестве функционального ингредиента используют тритерпенсодержащую добавку с содержанием тритерпенов, обеспечивающим соотношение закваски и тритерпенов, в мас.%: закваска - 99,8-22,2, тритерпены 0,2-77,8, при этом тритерпенсодержащую добавку вводят на одной из стадий, предшествующих сквашиванию.

В качестве тритерпенсодержащей добавки может быть использован бетулин и/или экстракт бересты.

Тритерпеновую добавку можно ввести в виде порошка и/или в составе жировой дисперсии и/или в составе эмульсии.

Новый кисломолочный продукт, полученный заявляемым способом, характеризующимся вышеприведенной совокупностью признаков, имеет широкий спектр профилактических свойств и длительный срок хранения без снижения структурной стабильности и количества полезной микрофлоры.

Известно, что тритерпены растительного происхождения (бетулин, бетулиновая кислота, лупеол, олеаноловая кислота, бетулиновый альдегид и др.) представляют собой порошок без запаха и вкуса. Тритерпены обладают широким спектром профилактических свойств: бактерицидным, противовоспалительным, антисептическим, противоопухолевым, антивирусным, гепатопротекторным, желчегонным, антилитогенным, адаптогенным, гиполипидемическим и гипохолестеринемическим. Кроме того, бетулин обладает еще и антиоксидантным свойством.

Природными источниками тритерпенов растительного происхождения являются береста, березовая чага, корень солодки, цветы липы, каштан благородный и др., однако наиболее богаты тритерпенами береста и березовая чага. Береста используется для промышленного выделения тритерпенов: ее экстракт содержит бетулин (~70%), бетулиновую кислоту (до 4,3%), лупеол (до 7,9%), бетулиновый альдегид (<1,5%). Кроме того, в ее состав входят также другие биологически активные вещества (олеаноловая кислота - до 2%, полифенольные соединения типа катехинов, флавоноиды), благотворно влияющие на жизнедеятельность организма человека.

Наиболее целесообразно использование в качестве функциональной добавки бетулина и экстракта бересты, которые можно вводить в продукт в виде порошка и/или в составе жировой дисперсии и/или в составе эмульсии.

Возможность применения тритерпенов в производстве кисломолочных продуктов обусловлена тем, что, как показали проведенные исследования, при соотношении в масс.%: закваска - 99,8-22,2, тритерпены 0,2-77,8 последние не ингибируют активность молочнокислых заквасок, включая молочнокислые стрептококки и бактерии, наиболее широко используемые в производстве кисломолочных продуктов. В том числе установлена совместимость тритерпенов с бифидобактериями, которые, как известно, быстро теряют свою активность в кислой среде.

В то же время, введение тритерпенов способствует улучшению потребительских свойств кисломолочных продуктов, независимо от того, в каком виде вводится добавка: в виде порошка и/или в составе жировой дисперсии и/или в составе эмульсии. Не изменяя вкуса и цвета продукта, тритерпены при вышеприведенном соотношении к закваске увеличивают срок годности и количество полезной микрофлоры за счет торможения нарастания кислотности после ее достижения 85-100°Т, обеспечивают более высокие структурные характеристики (увеличивает его влагоудерживающие свойства).

В таблице 1 представлены данные по срокам хранения, количеству молочнокислых бактерий, влагоудерживающей способности сгустка (ВУС) некоторых кисломолочных продуктов, полученных с использованием и без использования тритерпенсодержащей добавки.

Таблица 1
Соотношение: закваска - тритерпен, мас.%	Срок хранения, сут	Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/г	ВУС, %	Титруемая кислотность, °Т	Плесени, КОЕ/г
Йогурт
Без внесения тритерпенсодержащей добавки	5	1×107	60	90	10
Закваска - 86,0, Тритерпены - 14	10	15×107	75	75	Отсут.
Кефир
Без внесения тритерпенсодержащей добавки	5	5×107	40	120	5
Закваска - 60,0, Тритерпены - 40	10	32×107	70	95	Отсут.
Ацидофильное молоко
Без внесения тритерпенсодержащей добавки	3	2×107	44	110	3
Закваска - 60,0, Тритерпены - 40	10	20×107	70	85	Отсут.
Ряженка
Без внесения тритерпенсодержащей добавки	5	5×107	40	90	7
Закваска - 60,0, Тритерпены - 40	10	35×107	65	85	Отсут.

Как видно из таблицы, тритерпенсодержащая добавка при определенном соотношении к закваске обеспечивает более высокие сроки хранения кисломолочных продуктов, а также повышение количества молочнокислых бактерий и влагоудерживающей способности сгустка по сравнению с кисломолочными продуктами, приготовленными аналогичным способом и в аналогичных условиях без введения тритерпенсодержащей добавки. Это связано с тем, что тритерпенсодержащая добавка при определенном соотношении к закваске в связи с особенностями строения молекулы тритерпенов, входящим в ее состав, а именно наличию у нее буферной емкости, предотвращает нарастание кислотности в процессе хранения продукта. Это способствует сохранению сгустком его влагоудерживающей способности и предотвращает отделение сыворотки, что обеспечивает продукту хороший товарный вид и высокие потребительские свойства. Отсутствие бесконтрольного нарастания кислотности в процессе хранения и ее стабилизация в процессе хранения приводят к более высокому содержанию молочнокислых микроорганизмов в продукте.

Кроме этого тритерпенсодержащая добавка, обладающая антибиотической активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам, усиливает антибиотические свойства молочнокислых микроорганизмов закваски и способствует предотвращению микробиологической порчи продукта. Таким образом, одновременное сочетание следующих факторов:

- антибиотическая активность тритерпенсодержащей добавки и закваски, усиливающаяся при их определенном соотношении,

- наличие у тритерпенсодержащей добавки буферной емкости, позволяющей при определенном соотношении закваски и тритерпенсодержащей добавки предотвращать накопление кислотности в продукте в процессе его хранения приводит к повышению потребительских свойств кисломолочных продуктов, а именно:

- увеличивает срок хранения,

- улучшает консистенцию, предотвращая отделение сыворотки без дополнительного внесения стабилизаторов,

- увеличивает количество полезной микрофлоры,

- повышает микробиологическую чистоту продукта.

Инертность тритерпенов к различным веществам при температурах ниже 240°С позволяет вводить в состав компонентов кисломолочных продуктов улучшающие органолептические свойства различные фруктовые и ягодные добавки, влияющие на кислотность кисломолочных продуктов. При этом наличие тритерпенов в ряде случаев позволяет избежать использования консервантов, а в ряде случаев - снизить их количественное содержание, расширив тем самым круг потребителей, не пользующихся продуктами с неприродными добавками.

Приведенное количественное содержание тритерпенов и молочнокислых заквасок позволяет создать различные молочные продукты с профилактическими свойствами для широкого круга потребителей.

Пример 1. Получение кефира резервуарным способом.

Очищенное молоко нормализуют по жиру добавлением обезжиренного молока до содержания жира 3,2%. Очищенное нормализованное молоко пастеризуют при температуре 85±2°С с выдержкой 5-10 минут. К пастеризованному молоку при работающей мешалке добавляют бетулин в количестве, обеспечивающем соотношение закваски и тритерпенов, в мас.%: закваска - 99,8, тритерпены - 0,2, затем смесь гомогенизируют. Пастеризованное и гомогенизированное молоко охлаждают до температуры заквашивания 20-25°С. Затем при работающей мешалке вносят кефирную закваску в количестве 5%. Процесс сквашивания осуществляют 8 часов до достижения кислотности 85°Т. В процессе сквашивания заквашенное молоко периодически кратковременно перемешивают. По окончанию сквашивания кефир перемешивают, охлаждают до 15°С и направляют на созревание в течение 24 часов с момента заквашивания молока. После созревания кефир еще раз перемешивают и разливают. После розлива кефир хранят при температуре не выше 8°С. Полученный кефир имеет однородную консистенцию, молочно-белый цвет, чистый, освежающий вкус, без посторонних привкусов и запахов и отделения сыворотки. Срок хранения кефира составил 12 дней, в течение которого сохранились органолептические и физико-химические показатели.

Пример 2. Способ получения йогурта термостатным способом.

Молоко, отобранное по качеству, нормализуют по массовой доле жира и сухих веществ. По жиру молоко нормализуют либо в потоке, применяя сепаратор-нормализатор, либо добавлением к обезжиренному молоку цельного молока или сливок. По сухим веществам молоко нормализуют добавлением сухого восстановленного молока. Нормализованное молоко подогревают до 43±2°С и вносят 7,1% сахара, предварительно смешанного с порошком экстракта бересты (размер частиц 0,08 мкм) в количестве, соответствующем соотношению закваски и тритерпенов в экстракте бересты, в мас.%: закваска - 22,2, тритерпены - 77,8, и растворенного в части нормализованного молока в соотношении 1:4. Рецептурную смесь очищают на сепараторах-молокоочистителях, гомогенизируют при давлении 15 МПа и температуре 45-85°С. Очищенную и гомогенизированную смесь пастеризуют при температуре 92±2°С с выдержкой 6 минут и охлаждают до температуры заквашивания 40±2°С. Подготовленное сырье заквашивают 3%-ной закваской, приготовленной на чистых культурах термофильного стрептококка, болгарской палочки и типа КД в соотношении 7:1:1. После внесения закваски всю смесь перемешивают в течение 15 минут. Заквашенную смесь разливают в потребительскую тару емкостью 200-500 см³ и направляют в термостатную камеру для сквашивания при температуре 40±2°С в течение 4 часов до достижения кислотности 90°Т. После сквашивания продукт направляют в холодильную камеру для охлаждения до температуры хранения - 6°С. Полученный йогурт имеет однородную сметанообразную консистенцию с ненарушенным сгустком, молочно-белый цвет, чистый вкус и запах, без посторонних привкусов и запахов и отделения сыворотки. Срок хранения йогурта составил 15 дней, в течение которого сохранились органолептические и физико-химические показатели.

Пример 3. Способ получения ацидофильной простокваши.

Очищенное молоко нормализуют по жиру добавлением обезжиренного молока до содержания жира 3,2%. Очищенное нормализованное молоко пастеризуют при температуре 85±2°С с выдержкой 5-10 минут. Пастеризованное молоко охлаждают до температуры заквашивания 40-45°С. Затем при работающей мешалке вносят закваску в количестве 4%, состоящую из чистых культур термофильных стрептококков с добавлением ацидофильной палочки, и порошок экстракт бересты, обеспечивающий соотношение закваски и тритерпенов в экстракте бересты, в мас.%: закваска - 69, тритерпены - 31. Процесс сквашивания осуществляют 3,5 часа до достижения кислотности 75°Т. В процессе сквашивания заквашенное молоко периодически кратковременно перемешивают. По окончанию сквашивания вносят активизированную биомассу бифидобактерий, состоящую из штаммов Bifidobacterium bifidum 1, Bifidobacterium longum В-379 М и Bifidobacterium bifidum ЛВА-3, перемешивают, охлаждают, разливают. После розлива ацидофильную простоквашу хранят при температуре не выше 8°С. Полученная ацидофильная простокваша имеет однородную, слегка тягучую консистенцию, молочно-белый цвет, чистый вкус и запах, без посторонних привкусов и запахов и отделения сыворотки. Срок хранения ацидофильной простокваши составил 10 дней, в течение которого сохранились органолептические и физико-химические показатели.

Пример 4. Получение обезжиренного витаминизированного кефира.

Очищенное на сепараторе-молокоочистителе обезжиренное молоко пастеризуют при 90°С с выдержкой 3 минуты. Пастеризованное молоко охлаждают до температуры заквашивания 20-25°С. В кефирную закваску добавляют витамин С (110 г на 1000 кг молока), а также бетулин и экстракт бересты в количестве, обеспечивающем соотношение закваски и тритерпенов в мас.%: закваска - 60, тритерпены - 40. Подготовленную закваску вносят в охлажденное молоко в количестве 7% и перемешивают. Сквашивание молока продолжают до достижения кислотности 90°Т. По окончанию сквашивания кефир перемешивают, охлаждают до 15°С и оставляют в покое для созревания в течение 24 часов. После созревания кефир перемешивают, разливают и хранят при температуре не выше 8°С. Приготовленный кефир имеет однородную консистенцию, молочно-белый цвет, чистый освежающий вкус, без посторонних привкусов и запахов и отделения сыворотки. Срок хранения кефира составил 14 дней, в течение которого сохранились органолептические и физико-химические показатели.

Пример 5. Получение простокваши.

В очищенное молоко при перемешивании вносят экстракт бересты в виде жировой дисперсии, в количестве, обеспечивающем соотношение закваски и тритерпенов в мас.%: закваска - 50, тритерпены - 50 и нормализуют по жиру добавлением обезжиренного молока до содержания жира 3,2%. Нормализованное молоко пастеризуют при температуре 90°С при выдержке 7 минут. Затем охлаждают до 55-60°С и гомогенизируют при давлении 12,5 МПа. Гомогенизированное молоко охлаждают до 28-32°С, заквашивают закваской приготовленной на чистых культурах молочнокислых мезофильных стрептококков, перемешивают, разливают и сквашивают в термостатной камере до достижения кислотности 75°Т. После сквашивания простоквашу хранят при температуре не более 8°С. Приготовленная простокваша имеет густую плотную консистенцию, с ненарушенным сгустком, без отделения сыворотки, молочно-белый цвет, чистый вкус и запах. Срок хранения простокваши составил 12 дней, в течение которого сохранились органолептические и физико-химические показатели.

Пример 6. Получение ряженки.

В очищенное молоко при перемешивании вносят смесь бетулина и экстракта бересты в виде эмульсии, в количестве, обеспечивающем соотношение закваски и тритерпенов в мас.%: закваска - 80, тритерпены - 20 и нормализуют по жиру добавлением сливок до содержания жира 6%. Нормализованное молоко пастеризуют при температуре 95°С при выдержке 2 часа. Затем охлаждают до 55-60°С и гомогенизируют при давлении 12,5 МПа. Гомогенизированное молоко охлаждают до 43-45°С, заквашивают 5% закваски приготовленной на чистых культурах термофильного стрептококка, перемешивают и оставляют сквашиваться до достижения кислотности 85°Т. После сквашивания ряженку перемешивают, охлаждают до 20°С, разливают и хранят при температуре не более 8°С. Приготовленная ряженка имеет однородную, густую консистенцию, без отделения сыворотки, бурый цвет, чистый молочный вкус и запах, выраженный привкус пастеризации. Срок хранения простокваши составил 15 дней, в течение которого сохранились органолептические и физико-химические показатели.

Пример 7. Приготовление ацидофилина.

Сухое обезжиренное молоко восстанавливают, смешивая с водой и бетулином, добавляют жировую дисперсию и эмульсию экстракта бересты в количестве, обеспечивающем содержание жира в восстановленном молоке 1% и соотношение закваски и тритерпенов в мас.%: закваска - 90, тритерпены - 10. Смесь гомогенизируют и пастеризуют. Пастеризацию осуществляют при 85°С при выдержке 10 минут, а гомогенизацию при давлении 16 МПа. Гомогенизированную, пастеризованную рецептурную смесь охлаждают до 30-35°С и заквашивают чистыми культурами ацидофильной палочки, молочнокислых стрептококков и кефирных грибков. Закваску вносят в количестве 5%. Сквашивание проводят до достижения кислотности 80°Т. После сквашивания ацидофилин охлаждают и хранят при температуре не выше 8°С. Приготовленный ацидофилин имеет однородную консистенцию, без отделения сыворотки, молочно-белый цвет, чистый вкус и запах. Срок хранения ацидофилина составил 14 дней, в течение которого сохранились органолептические и физико-химические показатели.

Приведенные примеры не исчерпывают возможности приготовления других кисломолочных продуктов с другим содержанием рецептурных компонентов и других биологически активных веществ, включая минеральные соли и витаминные добавки.

1. Способ получения кисломолочного продукта, включающий нормализацию и пастеризацию исходного сырья, внесение функционального ингредиента, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски, сквашивание и охлаждение готового продукта, отличающийся тем, что в качестве функционального ингредиента используют тритерпенсодержащую добавку с содержанием тритерпенов, обеспечивающим соотношение закваски и тритерпенов, в мас.%: закваска - 99,8-22,2, тритерпены 0,2-77,8, при этом тритерпенсодержащую добавку вводят на одной из стадий, предшествующих сквашиванию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве тритерпенсодержащей добавки используют бетулин и/или экстракт бересты.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что тритерпеновую добавку вводят в виде порошка и/или в составе жировой дисперсии, и/или в составе эмульсии.

4. Кисломолочный продукт, отличающийся тем, что он получен способом по любому из пп.1-3.