Способ получения активированной добавки к пище на основе продуктов переработки плодов облепихи Российский патент 2024 года по МПК A23L33/10 

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству биологически активных добавок к пище.

Известен способ получения биологически активной добавки на основе семян облепихи, предусматривающий проращивание семян во влажном состоянии при температуре 13-18°С в течение 12-14 суток, сушку до влажности 14% и измельчение. (RU №2 535569 C1, A23L 1/29, A23L 1/30, А61К 8/97, опубл. 20.12.2014, Бюл. №35).

Недостатками известного способа являются высокая стоимость продукта поскольку в технологии получения включены операции, связанные с отделением семян от плодовых оболочек облепихи из жома, что приводит к удлинению технологического процесса и влияет на снижение микробиологической безопасности за счет обсеменения продукта. Получение биоактивированных семян осуществляют после их предварительного извлечения из обле-пихового шрота, после экстракции масла и удаления оболочек плодов облепихи с высоким содержанием каротиноидов и пищевых волокон. Данные технологические операции приводят к снижению содержания жирорастворимых витаминов и пищевых волокон, в конечном счете к уменьшению биологической ценности конечного продукта.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ получения биологически активной добавки к пище на основе семян облепихи, предусматривающий замачивание семян, обработку ультразвуком в течение 4-6 минут, выдержку в течение суток, сушку и измельчение. (RU №2620006 C1, A23L 33/10, опубл. 22.05.2017, Бюл. №15).

Недостатками известного способа являются то, что семена облепихи предварительно извлекают из облепихового шрота после получения облепихового масла, т.е. в биоактивированных семенах содержание каратиноидов минимальное. Недостатком указанного способа является также значительнаяпродолжительность технологического процесса, что приводит к высокой себестоимости готового продукта.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества готового продукта и сокращение длительности процесса, повышение биологической ценности добавки, расширение ассортимента пищевых добавок растительного происхождения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения активированной добавки к пище на основе продуктов переработки плодов облепихи, предусматривающий обработку сырья ультразвуком, выдержку во влажном состоянии, сушку и измельчение, согласно изобретению в качестве сырья используют облепиховый жом, обработку ультразвуком осуществляют в течение 8-10 минут, выдержку в течение 18 часов.

Существенными отличительными признаками предлагаемого изобретения являются использование в качестве сырья облепихового жома, а также новые условия обработки жома облепихи, а именно обработка ультразвуком влажного жома в течение 8-10 минут и выдержка в течение 18 часов.

Оптимальные режимы обработки облепихового жома ультразвуком и выдержки установлены экспериментальным путем.

В ходе исследований по заявляемому способу после отжима сока плодов из облепихи полученный влажный жом активировали на ультразвуковом аппарате УМ-0,5 с заданной частотой 25 Гц в течение 7, 8, 9, 10, 11 минут. Процесс активации жома облепихи исследовали по динамике изменения геометрических параметров семян.

Изображение жома получали с помощью сканера. Динамику изменения геометрических параметров семян жома определяли с использованием автоматизированной программы «Zerno». Для опытов брали семена жома в количестве 50 шт., которые помещали на сканирующую поверхность. Динамика изменения геометрических параметров семян жома по сравнению с прототипом и контролем представлена в таблице 1. За контроль взяты семена облепихи без обработки.

В литературе приводятся сведения по ускорению процесса биоактивации с использованием активации водных растворов. Вода может быть активирована различными способами, в том числе ультразвуком. Ультразвуковая обработка интенсифицирует процесс прорастания, повышает урожайность различных культур в среднем на 20-40%. При обработке жома облепихи ультразвуком в них можно активировать собственные ферменты и уничтожать возбудителей болезней и вредителей.

Известно, что в первые сутки происходит значительное изменение биополимеров под действием собственных ферментов.

Биоактивация жома облепихи - биологический процесс, представляющий собой начальную стадию жизненного цикла растения. Процесс сопровождается активацией ферментных систем. Ферменты зародыша разлагают высокомолекулярные соединения в более простые формы, которые становятся легкоперевариваемыми и усвояемыми в желудочно-кишечном тракте человека.

Ферментативные процессы, протекающие при биоактивации, приводят к цитологическим изменениям, нарушениям клеточной структуры и частичному растворению эндосперма.

В жоме облепихи значительное количество ферментов находится в связанном с белками состоянии. Их активация зависит от содержания влаги, которое изменяется при проращивании.

Установлено, что при биоактивации объем семян облепихового жома увеличивается в среднем на 9%. Проникающая в семена облепихового жома свободная влага обеспечивает переход в раствор ферментов и питательных веществ и их миграцию к зародышу. Это создает благоприятные условия для проникновения в эндосперм ферментов, которые переводят резервные вещества семян в растворимые и легкоусвояемые зародышем. Таким образом, в семенах уменьшается содержание нерастворимых соединений, а растворимых увеличивается. В процессе биоактивации питание зародыша обеспечивается за счет запаса липидов, Сахаров, аминокислот и минеральных веществ, которые растворяются в воде.

Из данных таблицы 1 видно, что ультразвуковая обработка способствует увеличению геометрических размеров семян жома облепихи. Наилучшим показателем является обработка ультразвуком в течение 8-10 минут, при этом геометрические параметры увеличились на 10% по сравнению с контролем. При обработке ультразвуком в течение 7 минут геометрические параметры семян увеличились на 7%, при 10 минутах на 11% по сравнению с контролем.

В клетках растений белки обычно находятся в виде сложных комплексов, почти в каждом комплексе вместе с белками присутствуют углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, минеральные и другие вещества, которые могут быть в свободном состоянии или связаны с белком.

Таким образом, ферментативные процессы, протекающие при биоактивации в заявляемом способе, приводят к цитологическим изменениям, нарушениям клеточной структуры и частичному растворению эндосперма, чтоспособствует накоплению витаминов, в результате повышается биологическая ценность продукта.

Аминокислотный состав семян облепихи и обработанных по прототипу и заявленному способу представлен в таблице 2.

В облепиховом жоме присутствует значительное количество белковых веществ, в среднем порядка 20%, биологическая ценность которых определяется аминокислотным составом.

Из данных таблицы 2 видно, что суммарное количество аминокислот в жоме, обработанном по изобретению, составляет в среднем 48,6 мг/л, что в 2,52 раза выше, чем в нативных семенах и на 4% больше чем в семенах, обработанных по прототипу.

Причем особенно следует отметить, что в среднем более чем на 13% увеличилось количество незаменимых аминокислот, таких как валин, пролин, серии, что повышает биологическую ценность добавки.

В литературе приводятся сведения химического состава семян облепихи, который приведен в таблице 3, в сравнении с прототипом и заявленным способом.

Анализ химического состава показывает, что в активированном облепиховом жоме увеличивается содержание липидов, углеводов на 13,6 и 18,0% соответственно.

Также повышается в активированном облепиховом жоме содержание биологически активных веществ, таких как флавоноиды, токоферолы, каротиноиды, тиамин, рибофлавин, аскорбиновая кислота, в среднем от 3 до 7%.

Значительное количество липидов обуславливает наличие жирорастворимых биологически активных веществ, в том числе каротиноидов и токоферолов, содержание которых выше, по сравнению с прототипом, в среднем на 5,8%, проявляющих антиокислительные свойства.

Активированный облепиховый жом содержит большое количество пищевых волокон, из которых состоит оболочка плодов и семени.

Следует отметить, что количество пищевых волокон, в том числе пектина возросло до 27,89%, что на 23% выше, чем по прототипу.

Пищевые волокна - это комплекс биополимеров растений, включающий некрахмальные полисахариды, к которым относятся целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин. Кроме того, в их состав входят лигнины и связанные с ними белковые вещества, формирующие клеточные стенки растений.

Недостаточное содержание в рационе питания источников пищевых волокон привело к распространению различных нарушений обмена веществ. Установлено, что дефицит пищевых волокон в пище является фактором риска таких заболеваний, как рак толстой кишки, гипомоторная дисконезия толстой кишки, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз и многое другое.

К основным характеристикам функционально технологических свойств пищевых волокон является водо- и жиросвязывающая способность. Водо- и жиросвязывающая способность показывает, сколько воды и жира может связать исследуемое сырье в процентах к собственной массе.

Исследование водо- и жиросвязывающей способности позволяет контролировать процесс производства продуктов питания, заранее прогнозируя технологические характеристики теста, консистенцию и выход конечной продукции.

Нами были проведены исследования по определению водо- и жиросвязывающей способности семян жома облепихи. Контрольными образцами служили семена облепихи. Данные водо-жиросвязывающей способности представлены в таблице 4.

Анализ данных, представленных в таблице 4, показывает, что предлагаемое изобретение позволяет повысить водо- и жиросвязывающую способность на 14 и 20% соответственно, что обусловлено повышением количества полисахаридов.

Активация семян облепихового жома- это сложный многостадийный биохимический и физиологический процесс с точки зрения физиологии, который затрагивает геном семени. Период активации состоит из поочередных этапов, каждой из них соответствует свой определенный физиолого-биохимический и морфологический критерий, обуславливающих совокупность внешних условий.

Первая фаза - водопоглащения, при которой гидрофильные коллоиды семени поглощают воду, которая поступает в клетку. В фазе водопоглощения незначительно повышается интенсивность дыхания семян. В данной фазе семена обладают колоссальной силой всасывания, которая достигает унекоторых видов зерновых культур десятков атмосфер, а у сорняков - даже несколько сотен атмосфер. (При активации облепихового жома процесс водо-поглащения совмещен с обработкой ультразвуковыми волнами.)

Выдержка образцов в течение 18 часов позволяет осуществиться фазе набухания и наклевывания зародыша семян облепихового жома.

Анализ процесса активации семян облепихового жома в условиях in vitro позволил выделить общие методологические подходы в регистрации начальных этапов. Критические точки продолжительность, температура замачивания, степень набухания, динамика наклевывания зародыша тестируют продолжительность фазы активации, которая составляет 18 часов.

Таким образом, отличительные признаки заявляемого способа в совокупности с известным обеспечивают улучшение качества готового продукта за счет повышения биологической ценности добавки. Активация облепихового жома позволяет повысить содержание биологически активных веществ (по сравнению с прототипом) таких как флавоноиды, токоферолы, каротиноиды, тиамин, рибофлавин, аскорбиновая кислота, в среднем от 3 до 7%. Количество липидов возросло на 13,6%, жирорастворимых витаминов на 5,8%.

Преимуществом активированного облепихового жома является содержание в нем значительного количества пищевых волокон 27,87%, функционально технологическая роль которых заключается в стабилизации влаги и жировой составляющей.

Также отличительным признаком заявляемого способа является сокращение длительности процесса приготовления добавки за счет исключения процесса обезжиривания жома.

Полученная заявляемым способом активированная добавка к пище на основе жома облепихи содержит комплекс липидов, каратиноидов, токоферолов, биофлавоноидов и аскорбиновой кислоты, пищевых волокон, что позволяет использовать ее в качестве перспективного источника при производстве лечебно-профилактических, парфюмерно-косметических продуктов, а также для приготовления корма для животных и птицы.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Влажный жом облепихи активируют ультразвуком на аппарате с заданной частотой 25 Гц в течение 8-10 минут, затем выдерживают в течение 18 часов при температуре 13-18°С. После чего сушат до влажности 14% и измельчают.

Заявляемое изобретение поясняется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Влажный жом облепихи в количестве 100 г. активируют ультразвуком на аппарате УМ-0,5 с заданной частотой 25 Гц в течение 8 минут. Затем выдерживают в суховоздушном термостате ТВ-80-1 в течение 18 часов при температуре 15°С. Сушат там же при температуре 75°С до влажности 14%). Измельчение проводят с использованием молотковой дробилки до размера частиц 100 мкм.

Пример 2. Влажный жом облепихи активируют ультразвуком на аппарате УМ-0,5 с заданной частотой 25 Гц в течение 9 минут, затем выдерживают в суховоздушном термостате ТВ-80-1 течение 18 часов при температуре 15°С. Сушат там же при температуре 75°С до влажности 14%. Измельчение проводят с использованием молотковой дробилки до размера частиц 100 мкм.

Пример 3. Влажный жом облепихи активируют ультразвуком на аппарате УМ-0,5 с заданной частотой 25 Гц в течение 10 минут, затем выдерживают в суховоздушном термостате ТВ-80-1 течение 18 часов при температуре 15°С. Сушат там же при температуре 75°С до влажности 14%). Измельчение проводят с использованием молотковой дробилки до размера частиц 100 мкм.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству биологически активных добавок к пище. Способ включает обработку сырья ультразвуком, выдержку во влажном состоянии, сушку и измельчение. В качестве сырья используют облепиховый жом. Обработку ультразвуком осуществляют в течение 8-10 минут, выдержку в течение 18 часов. Изобретение обеспечивает повышение биологической ценности добавки, расширение ассортимента пищевых добавок растительного происхождения. 4 табл., 3 пр.

Способ получения активированной добавки к пище на основе продуктов переработки плодов облепихи, предусматривающий обработку сырья ультразвуком, выдержку во влажном состоянии, сушку и измельчение, отличающийся тем, что в качестве сырья используют облепиховый жом, обработку ультразвуком осуществляют в течение 8-10 минут, выдержку в течение 18 часов.