Способ производства кисломолочного напитка с антиоксидантными свойствами Российский патент 2023 года по МПК A23C9/123 A23C9/127 A23C9/13 

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для производства кисломолочных продуктов с антиоксидантными свойствами за счет внесения таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин (βCD).

В молочной промышленности известен способ производства йогурта с функциональными свойствами за счет внесения растительной добавки (фукоидан), предусматривающий обработку воды с фукоиданом ультразвуковой кавитацией с частотой 240 Вт в течение 3 мин, добавление в полученную смесь сухого обезжиренного молока, размешивание и выдерживание полученной смеси в течение 1-1,5 ч и фильтрацию, с последующей гомогенизацией смеси при температуре 45±2°C, нормализации, пастеризации при температуре 60±2°C в течение 15 мин, добавлением заквасочной культуры прямого внесения и сквашивание при температуре 40°C в течение 8 ч, охлаждение и перемешивание. При этом исходные компоненты используют в следующем соотношении (г на 100 г продукта): молоко сухое обезжиренное 87,5; вода 911,8; заквасочная культура прямого внесения 0,5; фукоидан 0,2 [2].

Изобретение позволяет повысить биологическую ценность напитка, антиоксидантные свойства и улучшить также органолептические показатели благодаря внесению растительной добавки. Однако, применение сухого молока отрицательно сказывается на пищевой ценности готового продукта, а сложность технологических этапов внесения фукоидана и отсутствие возможности хранения полученного раствора приведет к значительному удорожанию.

Известен способ производства йогурта с растительными добавками, выбранный в качестве ближайшего аналога, в состав которого входит: молоко, закваска (Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii), растительные добавки, в следующем соотношении ингредиентов, г: молоко с массовой долей жира 3,2% - 100; закваска - 0,01; растительные добавки: плоды (сок) актинидии различных видов - 5; экстракт стевии (порошок) - 0,1 (RU №2460306, МПК А23С 9/123, А23С 9/13, А23С 9/133, опубл. 10.09.2012) [1].

Недостатками данного йогурта являются снижаемая биологическая ценность за счет обогащения витаминами и минеральными веществами, содержащимися в экстракте стевии (порошок) и плодах (соке) актинидии; в результате чего возникает недостаточно сбалансированный аминокислотный состав йогурта из-за низкого содержания белка в плодах (соке) актинидии.

Технической задачей и достигаемым результатом заявляемого изобретения является расширение арсенала способов получения кисломолочных напитков с высокими антиоксидантными и другими функциональными свойствами при обеспечении стабильно высоких органолептических показателей.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ производства кисломолочного напитка характеризуется тем, что предварительно получают таксифолин, инкапсулированный в β-циклодекстрин, при этом смесь порошков таксифолина и β-циклодекстрина в соотношении 3:1, растворяют в 200 мл 10 об.% водного раствора этанола, производят обработку раствора ультразвуком частотой 22±1,65 кГц, при интенсивности не менее 10 Вт/см², мощности 315 Вт, в течение 8 мин и осуществляют лиофильное высушивание полученного раствора; в нормализованное, пастеризованное молоко, охлажденное до температуры t=26±2°С, вносят закваску: кефирные дрожжи, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. Lactis, производят сквашивание в течение 12 часов, вносят таксифолин, инкапсулированый в β-циклодекстрин, полученный продукт охлаждают, перемешивают и расфасовывают; при этом исходные компоненты используют при следующем соотношении (на 100 продукта):

Молоко нормализованное пастеризованное, м.д.ж. 2,5% 99,35 Заквасочная культура прямого внесения кефирные дрожжи, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. Lactis, г 0,5 Таксифолин, инкапсулированный в βCD, г 0,15.

Кроме того, способ производства кисломолочного напитка, характеризуется тем, что внесение таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин, осуществляют перед внесением закваски.

Сущность способа производства кисломолочного напитка заключается в следующем.

Для производства предлагаемого кисломолочного напитка используется молоко нормализованное пастеризованное 2,5 % жирности.

В качестве заквасочной микрофлоры применяется коммерческая закваска «Vivo Кефир», в составе которой согласно маркировочным данным: кефирные дрожжи, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. lactis.

В качестве добавки с высокими антиоксидантными свойствами в предлагаемом способе используется флавоноид таксифолин, инкапсулированный в β-циклодекстрин (βCD). Известно, что таксифолин является химически лабильными веществом, склонным к окислительной деградации и химическим превращениям в процессе пищеварения, что может привести к значительному снижению или полной потере биоактивных свойств. Решением указанной проблемы является технология инкапсуляции в β-циклодекстрин (βCD) [7]. Таксифолин, инкапсулированный в βCD вносится в напиток в сухом виде лиофильно высушенных порошков.

При разработке рецептур кисломолочных продуктов в качестве нормативных документов использовались Методические рекомендации МР 2.3.1.1915-04 и Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08, позволяющие оптимизировать состав микронутриентов в готовой продукции [3, 4].

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа производства кисломолочного напитка от прототипа является то, что для придания антиоксидантных свойств, вносится таксифолин, инкапсулированный в βCD, полученный с использованием ультразвукового воздействия.

Среди веществ антиоксидантного ряда таксифолин значительно превосходит многие соединения флавоноидного ряда. Таксифолин относится к 6 классу безопасности, что означает его абсолютную нетоксичность. Благодаря своей уникальной антиоксидантной активности таксифолин играет значительную роль в поддержании нормальных функций системы кровообращения, эффективно устраняет избыточные свободные радикалы в организме человека, способен улучшать иммунную функцию и предотвращать сердечно-сосудистые заболевания [5, 6].

Для получения биологически активного вещества в виде таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин, используется таксифолин в его нативной порошкообразной форме в смеси с β-циклодекстрином (βCD) при следующем соотношении компонентов: таксифолин:βCD, в соотношении 3:1 (9+1=10г смеси) помещается в 10 об.% водно-спиртовой раствор этанола (200 мл) и подвергается ультразвуковой кавитации частотой 22±1,65 кГц, интенсивность не менее 10 Вт/см², мощность 315 Вт, время воздействия - 8 мин, с последующим лиофильным высушиванием полученного раствора.

Для получения таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин использовали в качестве генератора ультразвука - аппарат ультразвуковой технологический погружной «Волна-Л» модель УЗТА-0,63/22-ОЛ с рабочим инструментом грибкового типа.

Большая мощность воздействия (более 315 Вт) приводит к резкому не контролируемому увеличению температуры, что отрицательно сказывается на процессе инкапсуляции и снижает антиоксидантные свойства вещества. Меньшая же мощность воздействия (менее 315 Вт) не позволяет создать устойчивые конъюгаты таксифолина:βCD.

Выбранное время воздействия - 8 мин было определено также экспериментальным путем, т.к. меньшая длительность воздействия не позволяет получить достаточное количество конъюгатов таксифолина:βCD, а большая - является экономически не обоснованной, т.к. зафиксированных изменений микроструктуры, размерного ряда частиц и других показателей в дальнейшем не происходит.

Анализ использованной литературы позволил осуществить выбор β-циклодекстрина. Размер внутримолекулярной полости β-циклодекстрина подходит для образования соединений включения с наиболее широким кругом «гостей», что обусловило его наибольшую изученность в литературе. Преимуществом β-циклодекстрина перед другими циклодекстринами является его более высокая термостабильность, что обусловливает его большую применимость, а также лучшую возможность изучения его конъюгатов с помощью термоанализа. Кроме того, ценовая доступность также имеет значительный вес, исходя из конечной цели применения конъюгатов - пищевых производств.

Применительно к пищевой отрасли необходимо отметить, что β-циклодекстрин является разрешенной в РФ пищевой добавкой. Согласно ГОСТ 33782-2016 Добавки пищевые. Стабилизаторы пищевые продуктов. Термины и определения «бета-циклодекстрин: Стабилизатор пищевого продукта, получаемый обработкой крахмала ферментом циклодекстринтрансферазой, содержащий 98,0% основного вещества, представляющий собой мелкокристаллический порошок белого цвета со сладковатым вкусом. β-циклодекстрин может быть использован как носитель в комплексных пищевых добавках и ароматизаторах. Е-номер: Е 459».

Таким образом, внесениие в кисломолочный напиток таксифолина, инкапсулированного в βCD, придает ему выраженные антиоксидантные свойства, антибактериальную и антивирусную активность, оказывает противоязвенное действие; напиток можно рекомендовать для профилактического питания, при этом имеет высокие органолептические показатели.

Реализация способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Технологический процесс изготовления осуществляется в следующей последовательности:

1. Предварительно получают таксифолин, инкапсулированный в β-циклодекстрин: к 200мл 10 об% водно-спиртового раствора (этанол), добавляют 9г порошка таксифолина (нативная форма) и 1г порошка β-циклодекстрина, раствор перемешивают и обрабатывают ультразвуковой кавитацией с частотой 22±1,65 кГц, интенсивностью не менее 10 Вт/см², мощность 315 Вт, время воздействия - 8 мин затем производят лиофильное высушивание полученного раствора.

2. Подготовка молока нормализованного пастеризованного с массовой долей жира ( м.д.ж.) 2,5%, при температуре t =26± 2°С

3. Внесение закваски прямого внесения «Vivo Кефир», в составе которой согласно маркировочным данным: кефирные дрожжи, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. lactis. в количестве 0,5 г на 100 г продукта в подготовленное молоко, сквашивание в течение 12 ч при температуре 25 - 27°С.

4. Внесение таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин, в количестве 0,15 г на 100 г продукта.

5. Охлаждение готового продукта, его перемешивание и расфасовка.

Был проведен ряд исследований полученного кисломолочного напитка по физико-химическим показателям (Таблица 1).

Таблица 1 - Результаты исследований кисломолочного напитка по физико-химическим показателям Показатель Значения Контроль* Опыт** Опыт*** Кислотность, °Т 105 106 110 рН 4,68 4,76 4,70 Вязкость, mPas 10,14-11,37 10,72-13,02 11,02-12,32 Антиоксидантная активность, % DPPH 23 55 52 И_БД, % (по таксифолину)**** - 64 79 И_БА, %***** - 95 104

Контроль* - образец, полученный по традиционной технологии;

Опыт** - образец, произведенный по предлагаемой технологии, с использованием таксифолина в его нативной форме;

Опыт*** - образец, произведенный по предлагаемой технологии, с использованием таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин;

И_БД, % (по таксифолину)****- индекс биодоступности вещества;

И_БА, %*****- индекс биоактивности вещества.

Пример 2.

Технологический процесс изготовления осуществляется в следующей последовательности:

1. Получение таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин осуществляют как в примере 1.

2. Подготовка молока нормализованного пастеризованного с массовой долей жира ( м.д.ж.) 2,5%, при температуре t =26± 2°С.

3. Внесение таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин, в количестве 0,15 г на 100 г (проводят до осуществления процесса сквашивания).

4. Внесение закваски 0,5 г на 100 г продукта в подготовленное молоко с добавленным таксифолином, инкапсулированным -циклодекстрином, сквашивание в течение 12 ч при температуре 25 - 27°С.

5. Охлаждение готового продукта, его перемешивание и расфасовка.

Также были проведены исследования полученного кисломолочного напитка, как в примере 1, по физико-химическим показателям (Таблица 2).

Таблица 2 - Результаты исследований кисломолочного напитка по физико-химическим показателям Показатель Значения Контроль* Опыт** Опыт*** Кислотность, ºТ 106 107 111 рН 4,78 4,56 4,60 Вязкость, mPas 10,14-11,37 9,22-10,03 8,12-10,32 Антиоксидантная активность, % DPPH 23 55 52 И_БД, % (по таксифолину) - 65 77 И_БА, % - 92 101

Контроль*- образец, полученный по традиционной технологии;

Опыт**- образец, произведенный по предлагаемой технологии, с использованием таксифолина в его нативной форме;

Опыт***- образец, произведенный по предлагаемой технологии, с использованием таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин.

И_БД, % (по таксифолину) - индекс биодоступности вещества;

И_БА, %- индекс биоактивности вещества.

Термин «биодоступность» описывается как часть «переваренного» биологически активного вещества (таксифолина), которая высвобождается из системы пищевого продукта и свободно усваивается в кишечнике.

Индекс биодоступности (ИБД, %), рассчитывается по формуле:

где К_кон - концентрация таксифолина после процесса переваривания in vitro;

К_исх - концентрация таксифолина в исследуемом растворе до процесса переваривания.

Индекс биоактивности (И_БА, %), рассчитываемый по формуле:

где АОА_кон - антиоксидантная активность (DPPH, %) таксифолина после процесса переваривания in vitro;

АОА_исх - антиоксидантная активность (DPPH, %) таксифолина в исследуемом растворе до процесса переваривания.

Внесение таксифолина как в нативной, так и в инкапсулированной форме незначительно сказывается на кислотности и рН кисломолочных напитков. Представленные результаты позволяют сказать, что наиболее эффективно производить внесение таксифолина после стадии заквашивания и формирования сгустка. При этом вязкость продукта остается на стабильно высоком уровне. Однако, если необходимо получить питьевой кисломолочный напиток, то целесообразнее проводить данную операцию перед внесением заквасочной культуры.

Антиоксидантная активность при внесении таксифолина как в нативной, так и в инкапсулированной форме в β-циклодекстрин значительно увеличивается, при этом индексы биодоступности (по таксифолину) и биоактивности полученных образцов значительно выше, относительно образцов, с внесением его нативной формы, что подтверждает эффективность процесса инкапсуляции и полезные свойства полученного продукта.

Существенными преимуществом предлагаемого способа производства кисломолочного напитка являются следующие:

- получение выраженных антиоксидантных свойств продукта;

- использование таксифолина, инкапсулированного в βCD в технологии кисломолочного напитка позволяют проявлять антиоксидантные свойства на стадии усвоения продукта организмом человека.

Изобретение может быть использовано как на мини-заводах, так и на предприятиях большой сменной мощности.

Источники информации

1. RU № 2460306, МПК А23С 9/123, А23С 9/13, А23С 9/133 Йогурт с растительными добавкам», опубл. 10.09.2012.

2. RU № 2640413, МПК C07D 311/32 (2006.01), A61K 31/351 (2006.01), A61P 43/00 (2006.01). Способ получения микротрубок дигидрокверцетина: №2017123364; заявл. 03.07.2017; опубл. 09.01.2018. - 9 с.

3. МР 2.3.1.1915-04. Методические рекомендации. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ.

4. МР 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации.

5. Potoroko, I.Yu. Plant adaptogens in spe-cialized food products as a factor of homeostatic regulation involving microbiota / I.Yu. Potoroko, M.A. Berebin, I.V. Kalinina et al. // Человек. Спорт. Медицина. - 2018. - Т. 18, № 2. - С. 97-108. DOI: 10.14529/hsm180209.

6. Potoroko, I.Yu. Sonochemical micronization of taxifolin aimed at improving its bioavailability in drinks for athletes / I.Yu. Potoroko, I.V. Kalinina, N.V. Naumenko et al. // Человек. Спорт. Медицина. - 2018. - Т. 18, № 3. - С. 90-100. DOI: 10.14529/hsm180309.

7. Влияние процесса инкапсуляции на сохранение антиоксидантных свойства флавоноидов / Р.И. Фаткуллин, А.К. Васильев, И.В. Калинина и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». - 2021. - Т. 9, № 1. - С. 38-47. DOI: 10.14529/food210105.

Изобретение относится к молочной промышленности. Способ производства кисломолочного напитка с антиоксидантными свойствами характеризуется тем, что предварительно получают таксифолин, инкапсулированный в β-циклодекстрин, в нормализованное пастеризованное молоко, охлажденное до температуры t=26±2°С, вносят закваску: кефирные дрожжи, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. Lactis, производят сквашивание в течение 12 часов, вносят таксифолин, инкапсулированый в β-циклодекстрин после сквашивания или перед внесением указанной закваски, полученный продукт охлаждают, перемешивают и расфасовывают. Изобретение позволяет получить напиток с высокими антиоксидантными и другими функциональными свойствами при обеспечении стабильно высоких органолептических показателей. 2 табл., 2 пр.

Способ производства кисломолочного напитка с антиоксидантными свойствами, характеризующийся тем, что предварительно получают таксифолин, инкапсулированный в β-циклодекстрин, при этом смесь порошков таксифолина и β-циклодекстрина в соотношении 3:1 растворяют в 200 мл 10 об.% водного раствора этанола, производят обработку раствора ультразвуком частотой 22±1,65 кГц, при интенсивности не менее 10 Вт/см², мощности 315 Вт, в течение 8 мин и осуществляют лиофильное высушивание полученного раствора; в нормализованное пастеризованное молоко, охлажденное до температуры t=26±2°С, вносят закваску: кефирные дрожжи, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. Lactis, производят сквашивание в течение 12 часов, вносят таксифолин, инкапсулированый в β-циклодекстрин, или внесение таксифолина, инкапсулированного в β-циклодекстрин осуществляют перед внесением указанной закваски; полученный продукт охлаждают, перемешивают и расфасовывают, при этом исходные компоненты используют при следующем соотношении на 100 г продукта:

Молоко нормализованное пастеризованное, м.д.ж. 2,5 % 99,35 Заквасочная культура прямого внесения: кефирные дрожжи, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, Lactococcus lactis ssp. Lactis, г 0,5 Таксифолин, инкапсулированный в βCD, г 0,15