СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДНОГО НАПИТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК A23L2/54 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению напитков, насыщенных кислородом и предназначенных преимущественно для атлетов, специализирующихся в видах спорта на выносливость, и лиц, занятых тяжелым физическим трудом. Продукт может быть использован самостоятельно в качестве эргогенического средства, для стимуляции окислительно-восстановительных реакций и повышения энергетического потенциала организма, для ускорения процессов восстановления после тяжелых мышечных нагрузок, а также для повышения иммунитета.

Известен способ производства лечебно-профилактического напитка (Патент РФ №2151527), состоящего из деминерализованной воды, этанола, фторуглеродных соединений, антиоксидантов, вкусовых добавок и насыщенного кислородом. Напиток позволяет сократить заболеваемость гастритом и язвенной болезнью, а также раком желудка и другими заболеваниями, связанными с нарушениями функций печени. Напиток также рекомендуется спортсменам, так как улучшает кислородный баланс печени, ускоряя этим синтез гликогена и белков. Способ приготовления напитка предусматривает растворение в деминерализованной и дегазированной воде без доступа воздуха этанола (до 6 об.%), фторуглеродных соединений, антиоксидантов и вкусовых добавок в виде сока калины и синтетических или природных подсластителей. Полученный раствор под избыточным давлением насыщают кислородом. Заявляемый полезный эффект этилового спирта заключается в удлинении времени элиминации кислорода и увеличении его остаточного количества. Свойства напитка проявляются при употреблении в течение 15-20 с после налива в стакан при температуре напитка 12-16°С.

Недостатком способа можно считать наличие в его составе этилового спирта, что делает данный напиток неприменимым в спортивной практике и представляет определенную угрозу при регулярном употреблении. Напиток не обладает эргогеническими или регидратационными свойствами, его профилактическое действие обусловлено только растворенным кислородом. Недостатком является также чрезвычайно малое время удержания кислорода жидкой фазой. При любом отклонении от рекомендуемого способа употребления напиток практически мгновенно теряет свои полезные свойства.

Известен способ приготовления кислородосодержащего коктейля (Патент РФ №2346608), осуществляемый введением пенообразующей добавки и газообразного вещества, содержащего кислород, в жидкообразное вещество-основу, помещаемое в замкнутую полость, микшированием жидкого вещества-основы с пенообразующей добавкой и барботажем газообразного вещества в течение 6-120 секунд. Газообразное вещество вводят в основу под давлением 1,0-1,3 атм на глубину не менее 0,95 высоты столба жидкообразного вещества-основы, при этом на приготовление 1 л коктейля используют 0,5-0,9 мг пенообразующей добавки, 0,3-1,0 мг газообразного кислорода и остальное - жидкообразное вещество-основу.

В качестве жидкообразного вещества-основы используют сок, и/или сокосодержащий напиток, и/или морс, и/или фитораствор, или молоко, и/или молочный продукт.

В качестве пенообразующих добавок используют экстракт, и/или сироп солодового корня, и/или экстракт, и/или сироп мыльного корня, и/или желатин, и/или куриный белок.

Барботаж осуществляют во время, или до, или после микширования через жидкообразное вещество-основу с пенообразующими добавками, помещенными в емкость для изготовления коктейля, газосодержащего вещества, содержащего кислород. Время барботажа газообразного кислорода под давлением 1,0-1,3 атм через жидкую основу с пенообразующими добавками составляет 6-120 с.

В основу изобретения положена задача создания высокопроизводительной, удобной в эксплуатации установки для получения дозированных порций вспененных коктейлей стабильного повышенного качества.

Недостатком кислородного коктейля является отсутствие выраженных регидратационных свойств, он не способствует повышению выносливости и стимулированию физической активности при занятиях спортом, не обладает профилактическим действием, что делает его слабо применимым в спортивной практике. Кислородный коктейль, получаемый на предлагаемой установке, должен быть употреблен сразу, не предназначен для хранения и является вкусовым напитком для повсеместного употребления.

Задачей изобретения является разработка способа производства кислородного напитка функционального назначения, обладающего способностью к длительному удержанию кислорода в течение 9-10 часов, способствующего повышению энергетического потенциала, специальной работоспособности, увеличению уровня кислорода в крови, выведению молочной кислоты из мышц и срочному восстановлению организма после интенсивной мышечной деятельности.

Техническим результатом изобретения является получение кислородного напитка функционального назначения, насыщенного активными формами кислорода, обладающими свойством самоактивации, напиток также содержит мальтодекстрин и растительные камеди, способствующие значительному повышению адсорбции кислорода. Полученный напиток обеспечивает увеличение энергообмена и регидратацию организма, что должно способствовать срочному восстановлению энергетических ресурсов во время выполнения длительных физических нагрузок. Напиток обладает хорошо сбалансированным составом и достаточно высокими органолептическими показателями.

Технический результат достигается предложенным способом получения кислородного напитка функционального назначения, который характеризуется тем, что предварительно готовят вкусовую добавку путем смешивания сиропа черной смородины, мальтодекстрина и поваренной соли высокой степени очистки до однородной суспензии при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поваренная соль 1,5-2,0 Мальтодекстрин 20-25 Сироп черной смородины 73-78,5

Затем суспензию растворяют при непрерывном перемешивании в предварительно нагретой до температуры 35-45°С питьевой воде при соотношении 1:5.

Полученная смесь поступает в закрытую обогатительную камеру, где распределяется тонким слоем по наклонной силикатной основе с волнистой поверхностью и обрабатывается струей пара, высокообогащенного активными формами кислорода (синглетным кислородом, высшими перекисями водорода и т.д.), поступающего из электролизера. Насыщение кислородом проводят в ламинарном режиме при скорости потока 2-3 л/с до получения готового продукта с концентраций кислорода 40-45 мг/л.

Благодаря признакам изобретения полученный напиток не только обогащен кислородом, но и обогащен его высокоактивными формами. Собственное время существования особо активных форм кислорода, таких как, например, тетраоксида водорода (Н-O-О-О-О-Н) очень мало. Он быстро распадается до воды и озона, и тот, в свою очередь, также быстро превращается в молекулярный кислород. Однако, поскольку напиток обогащен и молекулярным кислородом, фрагменты распадающихся активных форм вновь активируют его, поэтому активность напитка не теряется даже при его длительном хранении вне контакта с воздухом. Устранение и воссоздание активных форм кислорода в напитке протекает непрерывно, и в определенном смысле полученный напиток можно рассматривать не как субстанцию, а как процесс.

Предварительное введение в состав напитка мальтодекстрина и сиропа черной смородины, который с химической точки зрения представляет собой растительную камедь, приводит к значительному увеличению адсорбции газов, благодаря чему напиток содержит значительное количество растворенного кислорода.

Содержащийся в полученном напитке активный кислород обеспечивает стимуляцию окислительных процессов в организме, в первую очередь, за счет того, что возрастает эффективность усвоения органами и тканями кислорода из крови. Организм, обеспеченный достаточным уровнем энергии, уже сам начинает справляться с токсинами (к которым относятся и продукты неполного окисления). Он эффективно превращает их в соединения, которые либо легко выводятся из организма, либо могут использоваться в процессах обмена веществ.

Мальтодекстрин приятен на вкус, не очень сладкий, хорошо переваривается и способствует выработке инсулина. Мальтодекстрин обладает способностью стимулировать рост нормальной флоры кишечника (бифидобактерий), что способствует профилактике дисбактериоза. Раствор мальтодекстрина усваивается очень быстро, и этого достаточно, чтобы удовлетворить энергетические потребности, необходимые для обеспечения мышечной деятельности. Мальтодекстрин также влияет на поддержание концентрации глюкозы в крови, окисление углеводов и повышение физической работоспособности, он способен отдалить развитие утомления. Скорость опорожнения желудка и метаболический ответ на фоне его приема мало отличаются друг от друга.

Химический состав разработанного пищевого продукта функционального назначения включает минеральные вещества и витамины в оптимальных количествах, а также отличается сбалансированным соотношением макро- и микроэлементов: Na⁺ и Cl^-, витаминов С, B₁, В₂, В₆, В₁₂, РР, А, Е, D, пантотеновой и фолиевой кислот, биотина, простых углеводов. Оптимально подобранный, сбалансированный химический состав заявляемого продукта обеспечивает его высокую биологическую активность и эргогенические свойства. Активный кислород, содержащийся в воде, и высокое содержание витамина С, обусловленное наличием в составе напитка сиропа черной смородины, формируют в организме высокоэффективную окислительно-восстановительную систему, которая усиливает аэробную активность.

Энергетическая ценность пищевого продукта составляет 42-50 ккал/100 мл.

На чертеже представлено устройство для обогащения напитка кислородом. Устройство состоит из обогатительной камеры 1, внутри которой расположена наклонная силикатная основа 2 с волнистой поверхностью, над которой расположен блок форсунок 3, через которые подается обогащенный кислородом водяной пар, поступающий из электролизера 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Поваренную соль в количестве 1,5-2 г смешивают с 20-25 г мальтодекстрина и 73-78,5 г сиропа черной смородины до получения однородной суспензии, после чего суспензию растворяют при непрерывном перемешивании в предварительно нагретой до температуры 35-45°С питьевой воде при соотношении 1:5. Заданная температура обеспечивает быстрое и полное растворение компонентов, однако не приводит к инициации термических реакций, чем обеспечивается сохранение заданного полисахаридного состава смеси. После охлаждения полученная смесь направляется в накопительный резервуар.

Из накопительного резервуара смесь со скоростью 2-3 л/с в ламинарном режиме по трубопроводу поступает в закрытую обогатительную камеру 1, в которой установлена наклонная силикатная основа 2 с волнистой поверхностью, предназначенная для распределения потока смеси по наибольшей площади. Над силикатной основой на расстоянии 10-12 см расположен блок форсунок 3, через которые подается обогащенный кислородом водяной пар из электролизера 4. Струя пара на выходе из форсунок не должна превышать 7-8 см с целью недопущения возбуждения в обрабатываемой смеси комплекса термических реакций. Для получения обогащенного кислородом водяного пара кислород предварительно пропускают через электролитическую ячейку, в которой он эффективно активируется. Из электролизера выходит высокообогащенный активными формами кислорода (синглетным кислородом, высшими перекисями водорода и т.д.) водяной пар. При соприкосновении со смесью, струящейся по силикатной основе, кислород взаимодействует с ней без какого-либо избыточного давления. Обогатительная камера является проточной, готовый продукт выводится из нее с той же скоростью, с которой осуществляется подача обрабатываемой смеси.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Поваренную соль в количестве 1,5 г смешивают с 23 г мальтодекстрина и 75,5 г сиропа черной смородины, после чего суспензию растворяют при непрерывном перемешивании в предварительно нагретой до температуры 40°С питьевой воде при соотношении 1:5 и после охлаждения направляют в накопительный резервуар, откуда смесь со скоростью 3 л/с в ламинарном режиме по трубопроводу поступает в закрытую обогатительную камеру, где происходит насыщение кислородом до получения готового продукта с содержанием кислорода 43 мг/л.

Пример 2. Поваренную соль в количестве 2 г смешивают с 25 г мальтодекстрина и 73 г сиропа черной смородины, после чего суспензию растворяют при непрерывном перемешивании в предварительно нагретой до температуры 40°С питьевой воде при соотношении 1:5 и после охлаждения направляют в накопительный резервуар, откуда смесь со скоростью 2 л/с в ламинарном режиме по трубопроводу поступает в закрытую обогатительную камеру, где происходит насыщение кислородом до получения готового продукта с содержанием кислорода 45 мг/л.

Пример 3. Поваренную соль в количестве 2 г смешивают с 20 г мальтодекстрина и 78 г сиропа черной смородины, после чего суспензию растворяют при непрерывном перемешивании в предварительно нагретой до температуры 40°С питьевой воде при соотношении 1:5 и после охлаждения направляют в накопительный резервуар, откуда смесь со скоростью 2 л/с в ламинарном режиме по трубопроводу поступает в закрытую обогатительную камеру, где происходит насыщение кислородом до получения готового продукта с содержанием кислорода 44 мг/л.

Преимуществами разработанного напитка функционального назначения являются:

1. Длительное время удержания кислорода в жидкой фазе, благодаря чему усиливается его благотворное влияние на организм - оптимизируются обменные процессы в организме, обеспечивается окисление углеводов для получения энергии, восстанавливается нормальное протекание биоэнергетических процессов и зависящих от них синтетических процессов, при которых синтезируются белки, связывающие тяжелые металлы.

2. Продукт является изотоническим напитком, который обеспечивает медленное и постоянное восполнение потерь воды, не вызывая гемолиза или плазмолиза, что снижает дегидратацию спортсменов, специализирующихся в видах спорта на выносливость.

3. Способствует экономичности энергообеспечения мышечной деятельности, срочному восстановлению энергетических ресурсов во время выполнения длительных физических нагрузок, а также выведению метаболитов и ускоряет процессы восстановления организма после физических нагрузок.

Проведенные нами экспериментальные исследования показали, что применение напитка функционального назначения, рекомендуемая схема приема которого выглядит следующим образом - 200 мл за 30 мин перед началом выполнения длительной нагрузки и по 200 мл через каждые 15 км пути (велосипедные гонки на шоссе), привело к увеличению продолжительности работы до отказа у велосипедистов-шоссейников в среднем на 25,0%, пройденного расстояния - на 27,5%, снижению степени дегидратации на 9,0%. Кроме того, у участников основной группы наблюдалось повышение стеди-стейдных значений показателя утилизации кислорода и снижение величины неметаболического излишка углекислого газа и ЧСС. Предложенный напиток, по данным анкеты САН, имеет хорошие вкусовые качества и оказывает благотворное влияние на самочувствие спортсменов. В этой связи введение в рацион питания спортсменов и лиц, занятых тяжелым физическим трудом, компонентов данного продукта является одним из приоритетных направлений организации спортивного питания во время длительной мышечной деятельности в период восстановления после нагрузки.

Таблица 1. Показатели заявляемого продукта. Наименование показателя Кислородный напиток функционального назначения Пример №1 Пример №2 Пример №3 Запах Выраженный аромат черной смородины Выраженный аромат черной смородины Выраженный аромат черной смородины Вкус Слабо-сладкий, со вкусом черной смородины Слабо-сладкий, со вкусом черной смородины Слабо-сладкий, со вкусом черной смородины Внешний вид Раствор Раствор Раствор Время удержания O₂, ч 9,5 10,5 10 Химический состав, г на 100 мл продукта:       Содержание O₂, мг/л 43 45 44 Мальтодекстрин 3,8 4,2 3,3 Сахароза 8,2 7,9 8,5 Хлорид натрия 0,25 0,33 0,33 Витамины, мг:       С 10,38 10,04 10,73 B₁ 0,113 0,1095 0,117 В₂ 0,128 0,124 0,133 B₆ 0,136 0,131 0,14 B₁₂ 0,000170 0,000164 0,000176 PP 1,50 1,46 1,56 А 0,113 0,1095 0,117 Е 0,94 0,91 0,98 D 0,000755 0,00073 0,00078 Пантотеновая кислота 0,45 0,438 0,468 Фолиевая кислота 0,0283 0,0274 0,0293 Биотин 0,00811 0,00785 0,00839 Энергетическая ценность, ккал/100 мл 48 48,4 47,2 Увеличение продолжительности работы аэробного характера до отказа, % 23 25,0 23,5 Прирост пройденного пути, % 26,6 27,5 27,0 Снижение степени дегидратации, % от массы тела 6,5 9,0 8,7

Предварительно подготавливают вкусовую добавку путем смешивания сиропа черной смородины, мальтодекстрина и поваренной соли высокой степени очистки до однородной суспензии. Затем суспензию растворяют при непрерывном перемешивании в предварительно нагретой до температуры 35-45°С питьевой воде при соотношении 1:5. После чего полученную смесь направляют в закрытую обогатительную камеру, распределяют ее тонким слоем по наклонной силикатной основе с волнистой поверхностью и обрабатывают струей пара, высокообогащенного активными формами кислорода (синглетным кислородом, высшими перекисями водорода и т.д.), поступающего из электролизера. При этом насыщение кислородом проводят в ламинарном режиме при скорости потока 2-3 л/с до получения готового продукта с концентраций кислорода 40-45 мг/л. Это позволяет получить напиток, обеспечивающий увеличение энергообмена и регидратацию организма, которые способствуют восстановлению энергетических ресурсов во время выполнения длительных физических нагрузок. Энергетическая ценность напитка составляет 42-50 ккал/100 мл. 1 ил., 1 табл.

Способ получения кислородного напитка функционального назначения, характеризующийся тем, что предварительно готовят вкусовую добавку путем смешивания сиропа черной смородины, мальтодекстрина и поваренной соли высокой степени очистки до однородной суспензии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поваренная соль 1,5-2,0 Мальтодекстрин 20-25 Сироп черной смородины 73-78,5,

затем суспензию растворяют при непрерывном перемешивании в предварительно нагретой до температуры 35-45°С питьевой воде при соотношении 1:5, полученную смесь направляют в закрытую обогатительную камеру, где распределяют тонким слоем по наклонной силикатной основе с волнистой поверхностью и обрабатывают струей пара, высокообогащенного активными формами кислорода, поступающего из электролизера, причем насыщение кислородом проводят в ламинарном режиме при скорости потока 2-3 л/с до получения готового продукта с концентраций кислорода 40-45 мг/л.