Способ получения универсальной пищевой добавки с биокоррегирующими свойствами

Способ получения универсальной пищевой добавки с биокоррегирующими свойствами

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения универсальной пищевой добавки с биокоррегирующими свойствами, предназначенной для непосредственного употребления в пищу с целью укрепления общего иммунитета в осенне-зимний период или для обогащения пищевых продуктов.

Известен способ приготовления биологически активного пищевого продукта, который заключается в подготовке зерен пищевых злаков (овес, пшено, рис или смесь овсяной крупы с пшеничными отрубями) и последующей их ферментации молочнокислыми микроорганизмами (см. патент РФ 2189153, 2002 г. ).

При приготовлении продукта данным способом в качестве компонентов используются только крупы злаковых культур, хотя бобовые культуры ничуть не уступают по пищевой и биологической ценности злаковым, а наоборот превосходят. Содержание белка в бобовых культурах на порядок выше, чем в злаковых. Также способ предусматривает трудоемкий процесс подготовки сквашиваемой основы с длительной последующей ферментацией, что тоже является недостатком этого способа.

Известен способ производства биоовсяного пищевого продукта, получаемого путем подготовки овсяного сырья, подготовки заквашиваемой смеси, охлаждения до температуры заквашивания, внесения закваски, сквашивания, гомогенизации, вторичной ферментации, внесения пищевых наполнителей, перемешивания и охлаждения (см. патент РФ 2342854, 2009 г. ). Из овса осоложенного и овсяной муки грубого помола приготавливают субстрат для первичной ферментации. В качестве закваски используют смесь микроорганизмов - Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus cerevisiae, Sacharomyces cerevisiae и Bacillus subtilis - в присутствии 0,5%-ного раствора фруктозы.

Недостатком способа производства этого продукта является трудоемкая подготовка заквашиваемой смеси, а также многостадийная и длительная ферментация.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения ферментированного овсяного киселя, получаемого путем ферментации овсяной муки и/или разломанных зерен овса, и/или овсяных хлопьев «Геркулес» заквасками типа: курунга, индийский рис, тибетский грибок, «Санта-Русь» или кефирными грибками. Ферментацию проводят в течение 48-72 ч. Затем ферментат процеживают, высушивают при температуре 50°C и растирают в порошок (Ферментированные продукты. URL: http://nar-sred.com.ua/nar-sred-sredstva-ovsvanii-kisel.html (дата обращения 06.08.13)).

Существенным недостатком данного способа является отсутствие или практически полное отсутствие в составе используемых заквасок бифидобактерий, которые наравне с лактобактериями населяют кишечник человека, являясь его естественными обитателями, и необходимы для нормального пищеварения.

Задачей изобретения является усовершенствование способа получения универсальной пищевой добавки с биокоррегирующими свойствами, предназначенной как для непосредственного употребления в пищу с целью укрепления общего иммунитета в осенне-зимний период, так и для обогащения пищевых продуктов.

Технический результат изобретения заключается в повышении пищевой и биологической ценностей пищевой добавки, ее физиологической функциональности, проявляющейся в иммуномодулирующих и детоксикационных свойствах, а также увеличении срока хранения.

Технический результат достигается тем, что в способе получения универсальной пищевой добавки с биокоррегирующими свойствами, включающем подготовку компонентов основы в виде овсяной муки и/или разломанных зерен овса, и/или овсяных хлопьев «Геркулес», последующую ферментацию закваской, отделение осадка, сушку, измельчение, дополнительно в качестве компонентов основы вносят чечевицу, зерно ячменя и булгур, взятые в соотношении с овсом как 2:1:1:1, а после отделения осадка дополнительно вносят защитную смесь в количестве 10% от ферментата с последующим замораживанием до температуры -51 - -55°C, при этом ферментацию проводят комплексной пробиотической закваской «Бифивит» или Lactobacillis plantarum 31, Bifidobacterium adolescentis MC-42, Propionibacterium shermanii Э6 в соотношении 1:1:1, или Lactobacillis plantarum 31, или Bifidobacterium adolescentis MC-42, или Propionibacterium shermanii Э6 до активной кислотности pH 5,5-6,5, или ацидофильной палочкой штамм Lactobacillus acidophilus до активной кислотности pH 5,1-6,0, а отделение осадка осуществляют путем центрифугирования, сушку производят лиофильным путем в течение 18-20 ч до влажности 12-14%, измельчают в порошок дисперсностью частиц около 250-300 мкм.

При получении пищевой добавки нами рекомендовано в качестве заквасок использовать комплексную пробиотическую закваску «Бифивит», при этом ферментацию ведут в течение 18-24 ч при температуре от 37 до 42°C, или ацидофильную палочку штамм Lactobacillus acidophilus, при этом ферментацию ведут в течение 10-12 ч при температуре от 37 до 42°C.

При получении пищевой добавки, предназначенной для включения ее в рецептуры пищевых продуктов в качестве закваски, нами рекомендовано использовать культуры микроорганизмов, адаптированных для производства мясных продуктов Lactobacillis plantarum 31 из Всероссийской коллекции промышленных штаммов ВНИИГенетика; Bifidobacterium adolescentis MC-42, Propionibacterium shermanii Э6 из коллекции Центральной лаборатории микробиологии ВНИМИ, в соотношении 1:1:1 или самостоятельно в течение 24 ч при температуре от 30 до 37°C. Данные штаммы микроорганизмов обладают потенциальной способностью роста на мясных субстратах.

Перед внесением закваски субстрат охлаждают до температуры ферментации, необходимой для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов.

Моделирование рецептуры пищевой добавки и оптимизация ее по макро- и микроэлементному составу осуществлялась в программе Generic 2.0 (Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005611720). Пищевая добавка содержит в качестве основных компонентов чечевицу, зерно овса, ячменя и булгур в соотношении 2:1:1:1. Сочетание злаковых и бобовых культур целесообразно потому, что сами по себе они не могут обеспечить поступление в организм человекам необходимого количества белков и жирных кислот.

Чечевица по сравнению с другими бобовыми культурами содержит больше всего белка, уступая только сое, около 24,0%. Чечевица - прекрасный источник макро- и микроэлементов, витаминов (K - 672 мг%, Na - 101 мг%, Mg - 70 мг%, F - 294 мг%, Ca - 83 мг%, Fe - 15,9 мг%, Zn - 2,0 мг%, Mn -2,0 мг%, Cu - 0,50 мг%, S, I, β-каротин - 0,03 мг%, Bi - 0,50 мг%, B₂ - 0,121 мг%, PP - 1,80 мг%).

Овес отличается наиболее благоприятным соотношением углеводов, белков, жиров и витаминов группы В (40% крахмала, 11-18% белка, 6,5% жиров). Овес улучшает состав крови и обновляет ее, препятствует образованию тромбов, нормализует обмен веществ, повышает иммунитет.

Зерна ячменя, так же, как и овса, характеризуются высоким содержанием водорастворимых пищевых волокон бета-глюканов, способствующих очищению организма от вредных веществ и снижению в крови уровня сахара и «плохого» холестерина. Естественно, в сочетании с живыми ферментами, содержащимися в пробиотических бактериях, положительный профилактический и лечебный эффект овса и ячменя преумножается.

Булгур - нетрадиционная и редко используемая отечественными производителями пищевых продуктов крупа, изготавливаемая из пшеницы твердых сортов. Зерна обрабатываются горячей водой или паром, тщательно просушиваются (традиционно - на солнце), после чего от них отделяют оболочку и дробят.

Булгур рекомендуется употреблять в пищу людям, страдающим нарушением обмена веществ. Польза булгура заключается в высоком содержании витаминов группы B. Эта крупа - неплохой источник природного фосфора, содержание которого превышает количество этого макроэлемента в других зерновых в 2 раза.

Использование закваски «Бифивит» или штамма Lactobacillus acidophilus обогащает продукт рядом витаминов, в том числе витамином B₁₂, продуцируемым пропионовокислыми бактериями. Молочнокислые бактерии, являясь аэробными микроорганизмами, ведут процесс сквашивания в присутствии кислорода, в то время как бифидобактерии - анаэробы. При соединении этих двух видов микроорганизмов процесс сквашивания будет проходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях.

Используемые заквасочные культуры обладают пробиотическими свойствами: нормализуют пищеварительную деятельность желудочно-кишечного тракта, улучшают обменные процессы, способствуют восстановлению естественного иммунитета. Создаваемая кислая среда за счет образования молочной и уксусной кислот улучшает всасывание в кровь кальция, железа и витамина D.

Получение универсальной пищевой добавки с биокоррегирующими свойствами, ферментированной предлагаемыми заквасками, характеризуется высоким содержанием микробной биомассы и способствует улучшению свойств готовых продуктов при введении ее в рецептуру. Образующиеся в результате ферментации продукты клеточного метаболизма дополнительно обогащают добавку питательными веществами, повышая ее биологическую ценность, подтверждением этому служат результаты биотестирования с инфузориями Tetrahymena pyriformis (фиг. 1) в средах с 1%-ным содержанием ферментатов.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом: в основу субстрата пищевой добавки входят чечевица, шлифованное зерно овса, ячменя и булгур в соотношении 2:1:1:1. Чечевицу, шлифованное зерно овса и ячменя заливают теплой водой с температурой 40-50°C и измельчают в гомогенизаторе. Крупу булгур предварительно обжаривают в течение 10-15 мин до появления «орехового» аромата и смешивают с гомогенизированной смесью. Полученный субстрат подвергают пастеризации при температуре 80°C в течение 20 мин и охлаждают до температуры ферментирования. Ферментацию проводят при температуре 37-42°C до активной кислотности pH 5,5-6,5 с помощью пробиотической закваски «Бифивит», содержащей комплекс антагонистически активных бифидо-, лакто-, пропионовокислых и уксуснокислых бактерий видов Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Lactococcus lactis ssp.diacetilactis, Lactococcus lactis ssp.cremoris, Propionibacterium freudenreichii, Acetobacter ssp.aceti, исходная концентрация живых бактериальных клеток 10⁹ КОЕ/г; или с помощью закваски на основе ацидофильной палочки - штамм Lactobacillus acidophilus, исходная концентрация живых бактериальных клеток 10⁹ КОЕ/г при температуре 37-42°C до активной кислотности pH 5,1-6,0; или с помощью жидкой смеси культур микроорганизмов, адаптированных для производства мясных продуктов Lactobacillis plantarum 31, Bifidobacterium adolescentis MC-42, Propionibacterium shermanii Э6, в соотношении 1:1:1 или самостоятельно при температуре 32-37°C до активной кислотности pH 5,5-6,5, исходная концентрация живых бактериальных клеток 10⁹ КОЕ/г.Восстановление сухих культур происходит в молочной сыворотке в течение 24 ч при температуре 30-37°C. Затем ферментат центрифугируют, добавляют в качестве защитной смеси смесь 10%-ного раствора сахарозы и 1%-ного раствора желатина в соотношении 2:1 в количестве 10% от массы ферментата, замораживают до температуры -51 - -55°C в течении 18-20 ч и лиофильно высушивают в течение 18-20 ч до влажности 12-14%, измельчают в порошок дисперсностью около 250-300 мкм.

Добавка благодаря обжаренному булгуру имеет приятный ореховый аромат и хорошо сочетается с любыми овощными, фруктовыми или растительными компонентами, в том числе и лекарственными травами, не вошедшими в список запрещенных к употреблению в пищу Главным государственным санитарным врачом РФ.

Пример 1

В основу субстрата пищевой добавки входят чечевица, шлифованное зерно овса, ячменя и булгур в соотношении 2:1:1:1. Чечевицу, шлифованное зерно овса и ячменя заливают теплой водой с температурой 40-50°C и измельчают в гомогенизаторе. Крупу булгур предварительно обжаривают в течение 10-15 мин до появления «орехового» аромата и смешивают с гомогенизированной смесью. Полученный субстрат подвергают пастеризации при температуре 80°C в течение 20 мин и охлаждают до температуры ферментирования. Ферментацию проводят с помощью комплексной пробиотической закваски «Бифивит», из расчета в 1 г субстрата вносят 1 г закваски, в течение 18 ч при температуре 37°C активной кислотности pH 5,5-6,5. Затем ферментат центрифугируют, добавляют в качестве защитной смеси смесь 10%-ного раствора сахарозы и 1%-ного раствора желатина в соотношении 2:1 в количестве 10% от массы ферментата, замораживают до температуры -51 - -55°C в течение 18 ч и лиофильно высушивают в течение 20 ч до влажности 12-14%, и измельчают в порошок дисперсностью около 250-300 мкм.

Пример 2

Пищевую добавку получают аналогично Примеру 1 при этом в качестве закваски используют закваску на основе ацидофильной палочки - штамм Lactobacillus acidophilus, которую добавляют из расчета: в 1 г субстрата вносят 1 г закваски. Ферментацию ведут в течение 12 ч при температуре 42°C до значения активной кислотности pH 5,1-6,0.

Пример 3

Пищевую добавку получают аналогично Примеру 1, при этом ферментацию проводят закваской из следующих культур микроорганизмов Lactobacillis plantarum 31, Bifidobacterium adolescentis MC-42 и Propionibacterium shermanii Э6. Исходная концентрация живых бактериальных клеток 10⁹ КОЕ/г.В субстрат вносят микроорганизмы Lactobacillis plantarum 31, Bifidobacterium adolescentis MC-42 и Propionibacterium shermanii Э6 в соотношении 1:1:1 из расчета на 1 г субстрата 1 см³ активизированной культуры. Ферментацию ведут в течении 24 ч при температуре 37°C до значения pH 5,5-6,5.

Пример 4

Пищевую добавку получают аналогично Примеру 1 при этом ферментацию проводят с помощью микроорганизмов Lactobacillis plantarum 31. Исходная концентрация живых бактериальных клеток 10⁹ КОЕ/г.В субстрат вносят Lactobacillis plantarum 31 из расчета на 1 г субстрата 1 см³ активизированной культуры. Ферментацию ведут в течение 24 ч при температуре 37°C до значения pH 5,5-6,5.

Пример 5

Пищевую добавку получают аналогично Примеру 1, при этом ферментацию проводят с помощью микроорганизмов Bifidobacterium adolescentis MC-42. Исходная концентрация живых бактериальных клеток 10⁹ КОЕ/г.В субстрат вносят Bifidobacterium adolescentis.MC-42 из расчета на 1 г субстрата 1 см³ активизированной культуры. Ферментацию ведут в течение 24 ч при температуре 37°C до значения pH 5,5-6,5.

Пример 6

Пищевую добавку получают аналогично Примеру 1, при этом ферментацию проводят с помощью микроорганизмов Propionibacterium shermanii Э6. Исходная концентрация живых бактериальных клеток 10⁹ КОЕ/г. В субстрат вносят Propionibacterium shermanii Э6 из расчета на 1 г субстрата 1 см³ активизированной культуры. Ферментацию ведут в течение 24 ч при температуре 32°C до значения pH 5,5-6,5.

Предлагаемый способ позволяет получить варианты пищевой добавки (таблица 1) с улучшенными органолептическими показателями, с более длительным сроком хранения и большим количеством жизнеспособных клеток, последнее позволит, при регулярном употреблении добавки в пищу, стабилизировать микрофлору желудочно-кишечного тракта и как следствие оказать положительный эффект на профилактику иммунных нарушений, по сравнению с прототипом.

Таблица 1
Характеристика пищевых добавок
Показатели	Пищевая добавка на основе овса, полученная по прототипу	Универсальная пищевая добавка с биокоррегирующими свойствами, полученная по новому способу
Пример №1	Пример №2	Пример №3	Пример №4	Пример №5	Пример №6
Внешний вид	однородный порошок	однородный порошок	однородный порошок	однородный порошок	однородный порошок	однородный порошок	однородный порошок
Цвет	сероватый	от темно-коричневого до золотисто-желтого в зависимости от степени обжарки булгура	от темно-коричневого до золотисто-желтого, в зависимости от степени обжарки булгура	от темно-коричневого до золотисто-желтого, в зависимости от степени обжарки булгура	от темно-коричневого до золотисто-желтого, в зависимости от степени обжарки булгура	от темно-коричневого до золотисто-желтого, в зависимости от степени обжарки булгура	от темно-коричневого до золотисто-желтого, в зависимости от степени обжарки булгура
Вкус	безвкусный	безвкусный	безвкусный	безвкусный	безвкусный	безвкусный	безвкусный
Запах	без запаха	Приятный ореховый аромат	Приятный ореховый аромат	Приятный ореховый аромат	Приятный ореховый аромат	Приятный ореховый аромат	Приятный ореховый аромат
Массовая доля влаги, %	30-33	12-14	12-14	12-14	12-14	12-14	12-14
Размер частиц, мкм	550-700	250-300	250-300	250-300	250-300	250-300	250-300
Количество клеток, КОЕ в 1 г после сушки	1×105	5,2×109	3,2×109	4,2×109	4,8×107	4,6×109	2,3×109

1. Способ получения универсальной пищевой добавки с биокоррегирующими свойствами, включающий подготовку компонентов основы в виде овсяной муки и/или разломанных зерен овса, и/или овсяных хлопьев «Геркулес», последующую ферментацию закваской, отделение осадка, сушку, измельчение, отличающийся тем, что в качестве компонентов основы дополнительно вносят чечевицу, зерно ячменя и булгур, взятые в соотношении с овсом как 2:1:1:1, а после отделения осадка дополнительно вносят защитную смесь в количестве 10% от ферментата с последующим замораживанием до температуры -51 - -55°C, а ферментацию проводят комплексной пробиотической закваской «Бифивит» или Lactobacillis plantarum 31, Bifidobacterium adolescentis MC-42, Propionibacterium shermanii Э6 в соотношении 1:1:1, или Lactobacillis plantarum 31, или Bifidobacterium adolescentis MC-42, или Propionibacterium shermanii Э6 до активной кислотности pH 5,5-6,5, или ацидофильной палочкой штамм Lactobacillus acidophilus до активной кислотности pH 5,1-6,0, а отделение осадка осуществляют путем центрифугирования, сушку проводят лиофильным путем в течение 18-20 ч до влажности 12-14%, измельчают в порошок дисперсностью частиц около 250-300 мкм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве защитной смеси используют композицию, состоящую из 10% раствора сахарозы и 1% раствора желатина, взятых в соотношении 2:1.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве закваски используют закваску на основе ацидофильной палочки - штамм Lactobacillus acidophilus, а ферментацию ведут при температуре 37-42°C до достижения активной кислотности pH 5,1-6,0.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве закваски используют культуры микроорганизмов Lactobacillis plantarum 31, Bifidobacterium adolescentis MC-42 и Propionibacterium shermanii Э6 в соотношении 1:1:1, а ферментацию ведут при температуре 32-37°C до достижения активной кислотности pH 5,5-6,5.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве закваски используют штамм микроорганизмов Lactobacillis plantarum 31, а ферментацию ведут при температуре 32-37°C до достижения активной кислотности pH 5,5-6,5.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве закваски используют штамм микроорганизмов Bifidobacterium adolescentis MC-42, а ферментацию ведут при температуре 32-37°C до достижения активной кислотности pH 5,5-6,5.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве закваски используют штамм микроорганизмов Propionibacterium shermanii Э6, а ферментацию ведут при температуре 32-37°C до достижения активной кислотности pH 5,5-6,5.