Способ получения кисломолочного продукта питания, обогащенного эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью Российский патент 2024 года по МПК A23C9/13 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к молочной промышленности, способам получения кисломолочного продукта питания. Особенностью изобретения является разработка метода получения кисломолочного продукта, обогащенного эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью.

Уровень техники

Известен способ приготовления кисломолочного продукта (№ RU 2548808 С1, опубл. 20.04.2015. Бюл. № 11), где обезжиренное коровье молоко после пастеризации и охлаждения заквашивают путем добавления суспензии, взятых в равных соотношениях штаммов бактерий Bacillus subtilis ТНП-3-ДЕП и Bacillus subtilis ТНП-5-ДЕП в 1%-ном растворе хлористого натрия в концентрации 5 млрд КОЕ/мл, сквашивают при температуре 38-42°C в течение 6-8 часов до кислотности 100-120°T, вымешивают в течение 30 мин, разливают и направляют на созревание.

Недостатком данного изобретения является штаммов бактерий Bacillus subtilis, польза которых на микрофлору кишечника доказана, однако они могут вызывать порчу продукта при его длительном хранении.

Также известен способ получения функционального кисломолочного продукта (RU 2729358 С1, опубл. 06.08.2020. Бюл № 22), который предусматривает нормализацию молочного сырья, тепловую обработку при температуре 85-87°С, с выдержкой в течение 5-10 мин или при 90-92°С, с выдержкой 2-3 мин, гомогенизацию при температуре не ниже 55°С и давлении 17,5 МПа, внесение сухой комплексной функциональной смеси в количестве 5,0 %. Охлаждение до температуры 38-40°С, внесение закваски прямого внесения в виде термофильных молочнокислых культур Streptococcus thermophilus, болгарской молочнокислой палочки Lactobacillus bulgaricus и сквашивание продолжительностью 4-5 ч при 38-40°С до образования однородного сгустка.

Данное изобретение позволяет получить продукт со стабильными структурно-механическими свойствами, однако используемые в нем заквасочные микроорганизмы не продуцируют большого спектра вкусовых и ароматических веществ, а также этот способ производства не позволяет гарантировать качество продукта в течение длительного срока годности.

Известен способ получения кисломолочного продукта (RU 2791253 С1, опубл. 06.03.2023. Бюл № 7), который реализуют следующим образом: нормализуют молочное сырье, пастеризуют и гомогенизируют. Добавляют 1-3 % поваренной соли относительно общей массы молочного сырья. Охлаждают молочное сырье до температуры заквашивания, вносят производственную закваску на кефирных грибках и сквашивают полученную смесь. Полученную смесь перекладывают в сито с размером ячеек 0,15 мм, далее выдерживают в течение 46-48 ч при температуре 1,5-2,5°С до содержания массовой доли влаги в готовом кисломолочном продукте на уровне 30-35 %.

Изобретение обеспечивает уменьшение влаги в готовом продукте, однако появляется необходимость дополнительной стадии, что увеличивает затраты на производство, а продукт имеет недостаточно высокие реологические характеристики и обладает ограниченным сроком хранения.

Также известен способ производства кисломолочного продукта (RU 2604786 С1, опубл. 10.12.2016 Бюл № 34), который предусматривает нормализацию молочной смеси, введение стабилизатора и белковой добавки, тепловую обработку, гомогенизацию, охлаждение полученной смеси до температуры заквашивания, внесение закваски, содержащей Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus и Enterococcus faecium, сквашивание, перемешивание, охлаждение, розлив.

Изобретение позволяет повысить пищевую и биологическую ценности продукта, улучшить его диетические свойства, органолептические показатели и усвояемость, а также снизить энергетическую ценность готового продукта и увеличить срок его хранения, однако не указана целесообразность использования и характеристики стабилизатора и белковой добавки, а использование закваски, которая содержит микроорганизмы Enterococcus faecium, может привести к различным недугам (эндокардит, внутрибрюшную инфекцию, целлюлит).

Известно изобретение «Способ обогащения йогурта минеральными ингредиентами» (RU 2473225 C2, опубл. 27.01.2013. Бюл. 3). Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при производстве йодированных пробиотических продуктов на молочной основе. Для производства йогурта коровье молоко с массовой долей жира 3,2% до 60-65°C с последующем внесении добавки в виде сухого измельчённого порошка водоросли ламинарии, в состав которой входят витамины, аминокислоты, микроэлементы, такие как селен, и подсластителя в виде сухого порошка экстракта стевии. После смесь охлаждают до 38-40°C с последующем внесении закваски в виде термофильных молочных стрептококков и лактобактерии болгарской палочки. Сквашивание происходит в течение 4-5 часов до образования сгустка.

Недостатком данного изобретения является использование водорослей ламинарии, содержащих в своём составе витамины, аминокислоты и микроэлементы в плохо усвояемой форме.

Также известен способ «Способ производства синбиотического продукта, обогащенного витаминно-минеральными комплексами» (RU 2676954, 11.01.2019. Бюл. № 2). Изобретение относится к молочной промышленности. Способ производства синбиотического продукта заключается в нескольких стадиях: пастеризация, восстановление, охлаждение ультрафильтрация или диафильтрация обезжиренного молока; составление смеси путём внесения в молоко концентрата молочного или сывороточного белка, или казеината натрия или калия; гомогенизация при давлении 12-17 МПА и температуре 40-65°C; пастеризация при температуре 70-99°C с выдержкой 1-10 минут при перемешивании; охлаждение до температуры сквашивания 30-45°C; внесение в смесь поливидовой закваски на чистых культурах, сквашивание и охлаждение.

Данный продукт обладает повышенной биологической ценностью за счёт внесённых белковых ингредиентов, однако процесс получения продукта подразумевает большое количество стадий с использованием различных температурных режимов и давления, что создаёт дополнительные трудозатраты.

Для увеличения биологической ценности продукта перспективным является обогащение кисломолочной продукции наночастицами селена, так как данная форма является наиболее усвояемой.

Так известен «Способ получения наномолекулярного селенопротеина, обладающего иммунотропным и метаболическим действием» (№ RU 2242234 С1, опубл. 20.12.2004). Данное изобретение относится к биофармакологии и касается получения средства, направленного на восстановление метаболических процессов и коррекцию функции иммунной системы. Получение наномолекулярного селенопротеинового вещества происходит в три стадии. На первом этапе синтезируют селенопротеиновую матрицу. В качестве исходного материала используют зелёную массу белковосодержащих растений, из которых с помощью экстракции получают протеин, а после производят лиофильную сушку и растворяют порошок в 60-90 % этиловом спирте. После вводят селен, полученный термолизом селеномочевины, и помещают в синусоидальное электромагнитное высокочастотное поле 20-30 МГц на 5 минут. На втором этапе получают наночастицы селенопротеиновой матрицы. Для этого на полученный селенопротеин воздействуют ферментом трипсином в соотношении 1:1000, что приводит к разделению молекулы селенопротеина на наноструктуры. На третьем этапе производят синтез наночастиц селенопротеиновой матрицы в единую структуру с дополнительным обогащением белка ионами селена. Синтез проводят путём добавления к полученным наночастицам молекулы селенопротеина еще 10-12 мкг селена.

Недостатками данного изобретения является использование в ходе синтеза дорогого оборудования и недостаточное количество информации о коллоидной стабильности данного наномолекулярного селенопротеина.

Известно изобретение «Наночастицы элементарного селена и способ получения» (№ RU 2668035 С2, опубл. 10.02.2016. Бюл. № 4). Данное изобретение относится к способу получения наночастиц элементарного селена, в частности к продукту, содержащему наночастицы селена. Способ представляет собой несколько этапов: подготовка раствора или суспензии соединений амина; добавление при перемешивании регулятора pH; добавление при перемешивании источника селена; сушка распылением при температуре от 120 до 200°С.

Недостатком данного изобретения является отсутствие в составе композиции стабилизаторов для повышения агрегативной устойчивости наночастиц элементарного селена

Известен «Способ получения наночастиц элементного аморфного селена» (№ RU 2615461 С1, опубл. 04.04.2017. Бюл. № 10). Изобретение относится к области биохимии. Способ осуществляется путём подготовки инокулята фототрофных бактерий. Далее в культуру вносят селенит натрия и инкубируют в течение 24 часов в анаэробных условиях на свету (2000 люкс) при температуре 20-25°С, что приводит к восстановлению селенита до элементарного красного аморфного селена размером 280±45 нм. Далее происходит отделение селена от культуральной среды и бактерий путём центрифугирования при 8000 об/мин в течние 10 мин, разбавления лизирующим составом для разрушения клеток бактерий в соотношении 1:4, перемешивания и инкубирования полученного образца при комнатной температуре 12-48 часов в темноте, повторного центрифугирования при 5000 об/мин в течение 20 мин, центрифугирования при 6000 об/мин в течение 30 мин в градиенте сахарозы. На последнем этапе осаждённые наночастицы селена промывают 3 раза деионизированной водой, центрифугируют при 5000 об/мин в течение 15 мин и высушивают для последующего использования.

Недостатком данного изобретения является высокая стоимость технологических процессов синтеза наночастиц элементарного аморфного селена, что приводит к удорожанию и увеличению времени при получении продукции.

Прототипом настоящего изобретения является «Йогурт с растительными добавками» (RU 2460306 C2, опубл. 10.09.2012. Бюл. 25). Предлагаемое изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочных продуктов лечебно-профилактического назначения, обогащённых биологически активными ингредиентами. В данном изобретении йогурт обогащают биологически активными ингредиентами – витаминами C, B₁, B₆, B_c, заменимыми и незаменимыми аминокислотами, макро- и микроэлементами, например, селен. Это достигается посредством использования растительных наполнителей (сок или плоды актинидии), подсластителей (экстракта стевии). Для получения йогурта с растительными добавками молоко коровье 3,2 % жирностью пастеризуют при температуре 90-92°C, охлаждают до температуры 60-65°C. На следующем этапе вносят измельчённые плоды актинидии и охлаждают до температуры 38-42°C. После добавляют экстракт стевии, перемешивают и добавляют закваску, состоящую из Streptococcus thermophiles и Lactobacillus delbrueckii.

Недостатком данного изобретения является многостадийность процесса с использованием различных температур. Также в данном йогурте микроэлемент селен находится в форме органического соединения, которое обладает низкой усвояемостью.

Краткое описание чертежей и иных материалов

На фиг. 1 представлены результаты исследования активной и титруемой кислотности, а также антиоксидантной активности образцов кисломолочных продуктов питания, обогащенных эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью, выполненных по Примерам 1-6.

На фиг. 2 представлены результаты исследования органолептических показателей кисломолочных продуктов питания, обогащенных эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью, выполненных по Примерам 1-6.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке метода получения кисломолочного продукта питания, обогащенного эссенциальным микроэлементом селеном, который обладает повышенной антиоксидантной активностью и увеличенными сроками хранения. Селенсодержащая наноразмерная добавка способна улучшить органолептические показатели и усвояемость кисломолочного продукта, а также повысить антиоксидантную активность готового продукта.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к обогащению кисломолочного продукта питания эссенциальным микроэлементом селеном и повышению антиоксидантных свойств кисломолочного продукта.

Технический результат достигается с помощью использования в качестве добавки в кисломолочный продукт раствора селенсодержащей наноразмерной системы в количестве 1,24 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 21 мкг эссенциального микроэлемента селена.

Способ заключается в следующем. На первом этапе проводят прием и оценку молока, его нормализацию и очистку, гомогенизацию и пастеризацию при температуре 74-78°С с выдержкой 15-20 секунд, охлаждение до температуры заквашивания и внесение закваски, имеющей в своем составе чистую культуру молочнокислых организмов Lactobacillus Acidofillus, и раствор селенсодержащей наноразмерной системы в размере 1,24 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 21 мкг эссенциального микроэлемента селена, сквашивание при температуре 40°С в течение 8-12 часов до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности в диапазоне от 80 до 130°Т, перемешивание сгустка, охлаждение до температуры 4-6°С и розлив.

Полученные кисломолочные продукты питания имеют присущие ацидофильным напиткам кисломолочный вкус и чистый запах, молочно-белый цвет, консистенцию слабовязкой жидкости с пузырьками.

Осуществление изобретения

Получение кисломолочного продукта питания, обогащенного эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью, осуществляют постадийно.

Пример 1

На первом этапе проводят прием и оценку молока, его нормализацию и очистку, гомогенизацию и пастеризацию при температуре 74-78°С с выдержкой 15-20 секунд, охлаждение до температуры заквашивания и внесение закваски, имеющую в своем составе чистую культуру молочнокислых организмов Lactobacillus Acidofillus, а также раствор селенсодержащей наноразмерной системы в размере 0,04 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 0,7 мкг эссенциального микроэлемента селена, сквашивание при температуре 40°С в течение 8-12 часов до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности в диапазоне от 80 до 130°Т, перемешивание сгустка, охлаждение до температуры 4-6°С и розлив.

Селенсодержащую наноразмерную систему получают в несколько этапов: готовят 0,0035 М раствор селенистой кислоты, в котором растворяют навеску стабилизатора – Kolliphor HS 15 в размере 0,2189 г. Затем в стеклянный стакан, оснащенный магнитной мешалкой, вносят 10 мл раствора селенистой кислоты со стабилизатором. Готовят 0,046 М раствор аскорбиновой кислоты и при постоянном перемешивании 600 об/мин по каплям вносят её в раствор селенистой кислоты со стабилизатором. Полученную смесь перемешивают в течение 10 минут.

Полученная селенсодержащая наноразмерная система представляет собой наночастицы селена, покрытые слоем стабилизатора (Kolliphor HS 15). Стоит отметить, что в процессе синтеза получают дегидрокарбоновую кислоту, которая окисляется до щавелевой кислоты и удаляется электродиализом.

Пример 2

На первом этапе проводят прием и оценку молока, его нормализацию и очистку, гомогенизацию и пастеризацию при температуре 74-78°С с выдержкой 15-20 секунд, охлаждение до температуры заквашивания и внесение закваски, имеющую в своем составе чистую культуру молочнокислых организмов Lactobacillus Acidofillus, а также раствор селенсодержащей наноразмерной системы в размере 0,41 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 0,7 мкг эссенциального микроэлемента селена, сквашивание при температуре 40°С в течение 8-12 часов до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности в диапазоне от 80 до 130°Т, перемешивание сгустка, охлаждение до температуры 4-6°С и розлив.

Получение селенсодержащей наноразмерной системы осуществляется аналогично примеру №1.

Пример 3

На первом этапе проводят прием и оценку молока, его нормализацию и очистку, гомогенизацию и пастеризацию при температуре 74-78°С с выдержкой 15-20 секунд, охлаждение до температуры заквашивания и внесение закваски, имеющую в своем составе чистую культуру молочнокислых организмов Lactobacillus Acidofillus, а также раствор селенсодержащей наноразмерной системы в размере 1,24 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 21 мкг эссенциального микроэлемента селена, сквашивание при температуре 40°С в течение 8-12 часов до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности в диапазоне от 80 до 130°Т, перемешивание сгустка, охлаждение до температуры 4-6°С и розлив.

Получение селенсодержащей наноразмерной системы осуществляется аналогично примеру №1.

Пример 4

На первом этапе проводят прием и оценку молока, его нормализацию и очистку, гомогенизацию и пастеризацию при температуре 74-78°С с выдержкой 15-20 секунд, охлаждение до температуры заквашивания и внесение закваски, имеющую в своем составе чистую культуру молочнокислых организмов Lactobacillus Acidofillus, а также раствор селенсодержащей наноразмерной системы в размере 2,06 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 35 мкг эссенциального микроэлемента селена, сквашивание при температуре 40°С в течение 8-12 часов до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности в диапазоне от 80 до 130°Т, перемешивание сгустка, охлаждение до температуры 4-6°С и розлив.

Получение селенсодержащей наноразмерной системы осуществляется аналогично примеру №1.

Пример 5

На первом этапе проводят прием и оценку молока, его нормализацию и очистку, гомогенизацию и пастеризацию при температуре 74-78°С с выдержкой 15-20 секунд, охлаждение до температуры заквашивания и внесение закваски, имеющую в своем составе чистую культуру молочнокислых организмов Lactobacillus Acidofillus, а также раствор селенсодержащей наноразмерной системы в размере 2,89 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 49 мкг эссенциального микроэлемента селена, сквашивание при температуре 40°С в течение 8-12 часов до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности в диапазоне от 80 до 130°Т, перемешивание сгустка, охлаждение до температуры 4-6°С и розлив.

Получение селенсодержащей наноразмерной системы осуществляется аналогично примеру №1.

Пример 6

На первом этапе проводят прием и оценку молока, его нормализацию и очистку, гомогенизацию и пастеризацию при температуре 74-78°С с выдержкой 15-20 секунд, охлаждение до температуры заквашивания и внесение закваски, имеющую в своем составе чистую культуру молочнокислых организмов Lactobacillus Acidofillus, а также селенсодержащей наноразмерной системы в размере 4,13 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 70 мкг эссенциального микроэлемента селена, сквашивание при температуре 40°С в течение 8-12 часов до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности в диапазоне от 80 до 130°Т, перемешивание сгустка, охлаждение до температуры 4-6°С и розлив.

Получение селенсодержащей наноразмерной системы осуществляется аналогично примеру №1.

С целью определения влияния концентрации селенсодержащей наноразмерной системы на качество кисломолочного продукта, у образцов исследовали активную и титруемую кислотность, а также антиоксидантную активность. Исследование влияния селенсодержащей наноразмерной системы на органолептические характеристики кисломолочной продукции проводили в соответствии с методиками испытания согласно ГОСТ Р ИСО 22935-2-2011.

Установлено, что рН кисломолочных продуктов, обогащенных эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью, полученных в соответствии с Примерами 1-6 увеличивается с повышением концентрации наночастиц селена с 4,48 до 4,55. Аналогичная зависимость наблюдается для титруемой кислотности – она увеличивается с 105°Т до 118°Т. Антиоксидантная активность кисломолочных продуктов, обогащенных эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью, полученных в соответствии с Примерами 1 – 6 увеличивается с повышением концентрации селена с 9,31 % до 19,79 %.

В результате анализа дегустационной оценки кисломолочных продуктов, эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью, полученных в соответствии с Примерами 1-6, установлено, что показатели всех полученных кисломолочных продуктов незначительно отличаются от контрольного образца, который не обогащен эссенциальным микроэлементом селеном. Стоит отметить, что все полученные значения не превышают допустимых параметров, обусловленных нормативными документами для данного вида кисломолочных продуктов.

Изобретение относится к молочной промышленности. Предложен способ получения кисломолочного продукта питания, обогащенного эссенциальным микроэлементом селеном, с выраженной антиоксидантной активностью. Способ предусматривает нормализацию по содержанию жира и очистку молока, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение до температуры заквашивания 40°С, введение сухой закваски Lactobacillus Acidofillus и раствора селенсодержащей наноразмерной системы в количестве 1,24 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 21 мкг эссенциального микроэлемента селена на 1 л готового продукта, сквашивание, перемешивание сгустка, охлаждение до температуры 4-6°С и розлив. Изобретение позволяет обогащать кисломолочные продукты питания эссенциальным микроэлементом селеном и повышать антиоксидантные свойства кисломолочного продукта. 2 ил., 6 пр.

Способ получения кисломолочного продукта, обогащенного селеном, включающий нормализацию и очистку молока, гомогенизацию и пастеризацию, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски и селенсодержащей добавки, сквашивание, перемешивание сгустка, охлаждение и розлив, отличающийся тем, что пастеризацию проводят при температуре 74-78°C с выдержкой 15-20 секунд, в качестве закваски используют чистую культуру молочнокислых организмов Lactobacillus acidofillus, сквашивание ведут при температуре 40°С в течение 8-12 часов до образования плотного сгустка и достижения титруемой кислотности в диапазоне от 80 до 130°Т, в качестве селенсодержащей добавки вносят раствор селенсодержащей наноразмерной системы в количестве 1,24 мл на 1 л готового продукта, что соответствует 21 мкг эссенциального микроэлемента селена, полученной в несколько этапов: готовят 0,0035 М раствор селенистой кислоты, в котором растворяют навеску стабилизатора - Kolliphor HS 15 в размере 0,2189 г, затем в стеклянный стакан, оснащенный магнитной мешалкой, вносят 10 мл раствора селенистой кислоты со стабилизатором, готовят 0,046 М раствор аскорбиновой кислоты и при постоянном перемешивании 600 об/мин по каплям вносят её в раствор селенистой кислоты со стабилизатором, полученную смесь перемешивают в течение 10 минут.