Способ производства растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур Российский патент 2025 года по МПК A23J3/14 A23C9/12 A23L11/50 

Изобретение относится к области биотехнологии и пищевой промышленности, а именно, к получению ферментированных растительных продуктов, содержащих пробиотики.

Потребление напитков на растительном сырье является растущей тенденцией, следовательно, актуален поиск альтернативных растительных источников, улучшение качества и повышение пищевой ценности напитков на растительном сырье, в том числе ферментированных культурами пробиотических микроорганизмов.

Известен способ производства ферментированного продукта на растительной основе, включающий подготовку исходного сырья путем экстракции водой размолотой сои до достижения массовой доли белка 2,25 %, массовой доли жира 1,3 %, массовой доли углеводов 1,33 %, его стерилизацию при температуре 121 ⁰С с выдержкой 10 минут при 1 атм., охлаждение до температуры сквашивания, внесение закваски, в качестве которой использовали штамм из коллекции ВНИМИ Bact. acidophilum AK-97, в количестве 5 %, сквашивание при температуре (37±2) °С до образования сгустка (Донская Г.А., Дрожжин В.М., Блинова Т.Е., Семипятный В.К. Ферментированный продукт на растительной основе // ХИПС. 2020. №4. С. 67-78).

Недостатком способа является продолжительность сквашивания в течение 24 часов, а также недостаточно удовлетворительные органолептические показатели ферментированного продукта на соевой основе.

Известны ферментированные пищевые продукты, содержащие штаммы пробиотиков, и способ их получения (RU 2412600 A23C 9/12), включающий следующие последовательные стадии: стадию внесения в исходный, возможно пастеризованный, материал заквасок, содержащих от около 4·10⁶ до около 1·10⁷ бифидобактерий на 1 см³ исходного материала, для получения заквашенного материала; стадию ферментации полученного на предыдущей стадии заквашенного материала, так что температура в начале ферментации составляет от около 36 до около 38°С, температура в конце ферментации составляет от около 37 до около 39°С, и время ферментации составляет от около 8 до около 11 ч, для получения ферментированного материала; стадию предварительного охлаждения полученного на предыдущей стадии ферментированного материала, так что время предварительного охлаждения составляет от около 1 ч 30 мин до около 2 ч, и температура предварительного охлаждения составляет от около 4 до 18°С, для получения предварительно охлажденного материала; стадию хранения полученного на предыдущей стадии предварительного охлажденного материала, так что период хранения составляет менее чем около 15 ч, для получения хранившегося материала; стадию окончательного охлаждения полученного на предыдущей стадии хранившегося материала, так что температура в начале окончательного охлаждения составляет менее чем около 21°С, и температура в конце окончательного охлаждения составляет от около 2 до около 6°С.

Недостатками способа являются многостадийность процесса получения ферментированных пищевых продуктов и большая продолжительность стадии ферментации.

Известен способ получения кисломолочного продукта типа йогурта, включающий пастеризацию исходного сырья, охлаждение до температуры заквашивания, внесение заквасок бифидобактерий и лактобацилл, сквашивание молока, охлаждение и разлив, при этом в качестве исходного сырья используют соевое молоко с массовой долей сухих веществ 10-12,5, белка 1,5-3,0 мас.%, кислотностью 76-82 Т. Закваски бифидобактерий и лактобацилл вносят раздельно, сначала закваску, содержащую Bifidobacterium bifidum №791, а через 1-2 часа Lactobacillus fermentum 2953 при соотношении Lactobacillus fermentum к Bifidobacterium bifidum 1:2,0-2,5. Сквашивание молока проводят 6-8 часов, причем содержание живых микроорганизмов в конечном продукте Bifidobacterium bifidum №791 от 10⁷ до 10⁸ КОЕ/см³, a Lactobacillus fermentum 2953 – от 10⁶ до 10⁷ КОЕ/см³ (RU 2307514 A23C 9/123).

К недостаткам способа относится большая продолжительность процесса сквашивания, трудоемкость приготовления заквасок чистых культур Lactobacillus fermentum к Bifidobacterium bifidum, двухстадийное внесение заквасок бифидобактерий и лактобацилл, а также гипераллергенность получаемого продукта.

Известен способ производства йогуртов на растительном сырье, включающий подготовку сырья, внесение комплексной пищевой добавки при температуре 35-40 °С и времени выдержки 15-20 мин, гомогенизацию при температуре 60-65 °С и давлении 200 бар, пастеризацию при температуре 92-95 °С, ферментацию при температуре 40-44 °С, продолжительности 5-8 ч и обеспечении показателя рН 4,5-4,55 (https://ssnab.ru/news/zakvaski-dlya-veganskogo-yogurta-iz-rastitelnogo-moloka/).

Недостатками данного способа являются низкая пищевая плотность йогуртов на растительном сырье, большая продолжительность стадии ферментации, необходимость применения для стабилизации структуры йогуртов комплексных пищевых добавок, компонентами которых являются модифицированный крахмал, что повышает гликемический индекс продукта, или желатин, который не позволяет отнести продукт к категории «постных» или вегетарианских, недостаточно выраженный аромат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления растительного продукта с использованием микроорганизмов Streptococcus Salivarius subsp. Thermophilus и Lactobacillus Delbrueckii subsp. Bulgaricus, включающий подготовку смеси для ферментации, внесение стабилизатора, нагревание нормализованной растительной смеси до температуры 60-65°С и гомогенизацию при давлении 12,5-17,5 МПа, тепловую обработку при температуре 83-85°С с выдержкой 5-7 мин, охлаждение до температуры заквашивания 38-42°С и внесение комбинации термофильных заквасочных культур Streptococcus Salivarius subsp. Termophilus и Lactobacillus Delbrueckii subsp. Bulgaricus в соотношении 1:1 в количестве 5 % от массы смеси, ферментацию при температуре 39-41°С до достижения рН 4,6-4,8; охлаждение до 2-6°С (Альшевская М. Н., Анистратова О. В., Кочина А. А. Технологические особенности изготовления растительного продукта с использованием микроорганизмов Streptococcus Salivarius Subsp. Thermophilus и Lactobacillus Delbrueckii Subsp. Bulgaricus. // Вестник Международной академии холода. 2022. № 3. С. 39–48. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-3-39-48).

Недостатками данного способа являются недостаточно выраженный вкус и аромат растительного продукта, отсутствие обогащения селеном, необходимость применения стабилизатора дополнительно к рецептурным компонентам нормализуемой смеси, а также трудоемкость приготовления и использования заквасок чистых культур Streptococcus Salivarius subsp. Termophilus и Lactobacillus Delbrueckii subsp. Bulgaricus.

Технической задачей изобретения является улучшение органолептических характеристик и обогащение органическим источником селена растительного продукта, упрощение использования комбинации термофильных заквасочных культур.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе производства растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур, включающем подготовку растительной смеси в виде сухого или жидкого растительного аналога молока для ферментации, ее нагревание до температуры 60 - 65°С и гомогенизацию при давлении 12,5-17,5 МПа, тепловую обработку при температуре 83-87°С с выдержкой 5-7 мин, охлаждение до температуры заквашивания 38-42°С и внесение комбинации термофильных заквасочных культур, включающих Streptococcus salivarius ssp. thermophiles, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, ферментацию, охлаждение до 2-6°С, новым является то, что подготовка смеси для ферментации включает ее обогащение растительным источником органического селена, а также меди, магния, фосфора, марганца и цинка в виде бразильского ореха, который предварительно тонко измельчают до размера частиц 0,50-0,55 мкм, в качестве комбинации термофильных заквасочных культур используют культуру бактериальную концентрированную заквасочную, дополнительно содержащую Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus helveticus в дозировке полученной заквасочной культуры 50 ЕА на 1000 кг ферментируемой растительной смеси, ферментацию проводят при температуре 37-42°С, при этом продолжительность ферментации составляет 3-5 ч до достижения показателя рН 4,5-4,55, при этом при производстве растительного продукта, ориентированного на потребление женщинами, обогащение смеси для ферментации растительным источником органического селена в виде бразильского ореха осуществляют в количестве 2,63-3,94 кг на 100 кг смеси, обеспечивающем при употреблении 100 г растительного продукта от 10 до 15 % от рекомендованной среднесуточной нормы потребления селена для женщин, которая составляет 55 мкг селена в сутки, причем при производстве растительного продукта, ориентированного на потребление мужчинами, обогащение смеси для ферментации растительным источником органического селена в виде бразильского ореха осуществляют в количестве 3,34-5,00 кг на 100 кг смеси, обеспечивающем при употреблении 100 г растительного продукта от 10 до 15 % от рекомендованной среднесуточной нормы потребления селена для мужчин, которая составляет 70 мкг селена в сутки, а при производстве растительного продукта, ориентированного на потребление детьми, обогащение смеси для ферментации растительным источником органического селена в виде бразильского ореха осуществляют в количестве 0,5-0,75 кг на 100 кг смеси, обеспечивающем при употреблении 100 г растительного продукта от 10 до 15 % от рекомендованной среднесуточной нормы потребления селена для детей, которая составляет от 10 до 50 мкг селена в сутки.

Технический результат изобретения заключается в улучшении органолептических характеристик растительного продукта - цвета, вкуса, аромата, в упрощении использования комбинации термофильных заквасочных культур, в обогащении растительного продукта органическим источником селена в виде бразильского ореха с учетом рекомендуемых суточных норм потребления (РСНП) селена для разных категорий потребителей, что улучшает антиоксидантные свойства растительного продукта и обеспечивает его дополнительное обогащение медью, магнием, фосфором, марганцем, цинком, которые входят в состав бразильского ореха.

Способ производства растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур, осуществляется следующим образом.

В качестве растительной смеси используют сухой или жидкий растительный аналог молока.

В качестве сухого растительного аналога молока используют растительный порошок, например, овсяный порошок ферментированный или гречневый порошок ферментированный (производитель ООО «Зеленые линии», ТУ 11.07.19-143-51070597-2020), или другой растительный порошок.

В качестве жидкого растительного аналога молока может используют молоко соевое с массовой долей жира 1,8-2,0 % и массовой долей белка 2,9-3,0 %, или молоко кокосовое с массовой долей жира 19 %, или другие виды растительного молока, например, молоко овсяное, или смесь кокосового и рисового молока, или смесь кокосового и соевого молока, или рисовое молоко.

На этапе подготовки растительной смеси для ферментации растительную смесь обогащают растительным источником органического селена в виде бразильского ореха.

Необходимость обогащения связана с тем, что селен относится к незаменимым элементам антиоксидантной системы защиты организма человека, обладает иммуномодулирующим действием, а также участвует в регуляции действия тиреоидных гормонов. Рекомендуемые суточные нормы потребления (РСНП) селена для разных категорий потребителей являются строго дифференцированными. В соответствии с Методическими рекомендациями MP 2.3.1.0253-21 "Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации" (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 22 июля 2021 г. физиологическая потребность для женщин в селене составляет, мкг/сутки: для женщин – 55; для мужчин – 70; для детей в зависимости от возраста – от 10 до 50.

В качестве источника органического селена используют бразильский орех, содержание селена в котором составляет от 1,98 до 2,2 мг/кг (Наумова Н.Л., Велисевич Е.А. Пищевая ценность бразильского ореха // Modern Science. - 2021. - № 3-1. - С. 35-37).

Дозировка бразильского ореха в растительной смеси для ферментации при производстве растительного продукта, ориентированного на потребление женщинами, в количестве 2,63-3,94 кг на 100 кг смеси; при производстве растительного продукта, ориентированного на потребление мужчинами, в количестве 3,34-5,00 кг на 100 кг смеси; при производстве продукта, ориентированного на потребление детьми, в количестве 0,5-3,58 кг на 100 кг смеси, обеспечивает удовлетворение среднесуточной физиологической потребности в селене каждой из категорий потребителей от 10 до 15 % при употреблении 100 г растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур.

Выбор уровня удовлетворения среднесуточной физиологической потребности в селене от 10 до 15 % для каждой из категорий потребителей при употреблении 100 г растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур, обоснован рекомендациями ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения» по употреблению физиологически функциональных пищевых ингредиентов, входящих в состав функционального пищевого продукта, обладающих способностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах, составляющих от 10 % до 50 % от суточной физиологической потребности, а также номинальной массой растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур в потребительской упаковке, в диапазоне от 100 до 200 г.

Бразильский орех предварительно тонко измельчают до частиц размером 0,50-0,55 мкм, так как такой размер частиц позволяет обеспечить коллоидную стабильность растительной смеси, которая зависит от гранулометрических характеристик взвешенных частиц в ее составе (Егорова Е.Ю. «Немолочное молоко»: обзор сырья и технологий // Ползуновский вестник. - 2018. - № 3. С. 25-34. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2018.03.005).

В зависимости от мощности предприятия по производству растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур, измельчение бразильского ореха можно производить, например, на машине для измельчения кофе с последующим просеиванием или на помольно-классифицирующей установке дезинтеграторного типа, использование которой позволяет дополнительно проводить фракционирование измельченного бразильского ореха одновременно с измельчением.

Измельченный бразильский орех просеивают для удаления фракций с размером частиц, превышающим 0,50-055 мкм.

Обогащение растительной смеси растительным источником органического селена в виде бразильского ореха осуществляют путем весового дозирования фракции измельченного бразильского ореха с размером частиц не более 0,50-0,55 мкм с последующим перемешиванием для равномерного распределения частиц бразильского ореха по объему растительной смеси.

В случае использования в качестве растительной смеси сухого растительного аналога молока обогащенную растительным источником органического селена в виде бразильского ореха растительную смесь восстанавливают при температуре 39-41°С в течение 20 мин при постоянном перемешивании при соотношении 1 часть сухой смеси на 5-6 частей воды.

Обогащенную растительным источником органического селена в виде бразильского ореха растительную смесь нагревают до температуры 60-65°С и гомогенизируют при давлении 12,5-17,5 МПа. После гомогенизации проводят тепловую обработку при температуре 83-87°С с выдержкой 5-7 мин, в процессе которой происходит пастеризация растительной смеси. При этом происходит гибель вегетативных форм микрофлоры, инактивируются ферменты сырья и создаются благоприятные условия для развития микрофлоры закваски.

Далее растительную смесь охлаждают до температуры заквашивания 38-42°С и вносят комбинацию термофильных заквасочных культур, содержащую Streptococcus salivarius ssp. thermophiles, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus helveticus, в дозировке 50 ЕА на 1000 кг ферментируемой растительной смеси. При этом соотношение заквасочных культур соответствует их соотношению в закваске для веганских ферментированных продуктов на растительном молоке «Культура бактериальная концентрированная заквасочная Golden Time® YO 22.30 VEG» компании «Союзснаб».

Процесс ферментации осуществляют при температуре 37-42 ^оС, при этом продолжительность ферментации составляет 3-5 ч до достижения показателя рН 4,5-4,55, после чего растительный продукт, ферментированный комбинацией термофильных заквасочных культур, охлаждают до 2-6°С.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

При осуществлении способа изготовления растительного продукта с использованием микроорганизмов Streptococcus Salivarius subsp. Thermophilus и Lactobacillus Delbrueckii subsp. Bulgaricus (прототип) в емкость с мешалкой и рубашкой дозируют 12 кг ферментированного овсяного порошка (производитель ООО «Зеленые линии», ТУ 11.07.19-143-51070597-2020) и 3,2 кг белка подсолнечника (СТО 41996709-001-2019), добавляют 84,3 л воды с температурой 40°С и выдерживают при температуре 39-41°С при постоянном перемешивании в течение 20 мин. В восстановленную смесь вносят стабилизатор пектин в количестве 0,5 кг. Растительную смесь нагревают до температуры 65°С и гомогенизируют при давлении 15 МПа. Далее проводят тепловую обработку растительной смеси при 85°С с выдержкой 5 мин, охлаждают до температуры 40°С и вносят комбинацию термофильных заквасочных культур Streptococcus Salivarius subsp. Thermophilus и Lactobacillus Delbrueckii subsp. Bulgaricus в соотношении 1:1 в количестве 5 л. Затем проводят процесс ферментации при температуре 39-41°С до достижения рН 4,7, после чего охлаждают растительный продукт до 4°С.

Пример 2

При осуществлении предлагаемого способа производства растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур в емкость с мешалкой и рубашкой дозируют 12 кг ферментированного овсяного порошка (производитель ООО «Зеленые линии», ТУ 11.07.19-143-51070597-2020) и 3,7 кг бразильского ореха, измельченного до частиц размером 0,50-0,55 мкм, добавляют 84,3 л воды с температурой 40°С и выдерживают при температуре 39-41°С при постоянном перемешивании в течение 20 мин. Растительную смесь нагревают до температуры 65°С и гомогенизируют при давлении 15 МПа. Далее проводят тепловую обработку растительной смеси при 85°С с выдержкой 5 мин, охлаждают до температуры 40°С и вносят комбинацию термофильных заквасочных культур, содержащую Streptococcus salivarius ssp. thermophiles, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus helveticus, в дозировке 5 ЕА на 100 кг ферментируемой растительной смеси. При этом в качестве комбинации термофильных заквасочных культур, содержащей Streptococcus salivarius ssp. thermophiles, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus helveticus, используют закваску для веганских ферментированных продуктов на растительном молоке «Культура бактериальная концентрированная заквасочная Golden Time® YO 22.30 VEG» компании «Союзснаб».

Процесс ферментации осуществляют при температуре 37-42°С, в течение 3-5 ч до достижения показателя рН 4,5-4,55, после чего растительный продукт, ферментированный комбинацией термофильных заквасочных культур, охлаждают до 4°С.

В предложенном способе производства растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур использование в качестве обогатителя бразильского ореха позволяет:

- получить продукт с улучшенными органолептическими характеристиками по сравнению с прототипом, так как цвет приближен к цветовой гамме топленого молока; запах – кисломолочный с выраженными оттенками ореха и ванили; вкус – ореховый, с терпкими вкусовыми оттенками; наличие жира в бразильском орехе в количестве 66 г на 100 г съедобной части формирует насыщенный вкус, нивелируя нотки растительного сырья;

- обогатить продукт органическим источником селена, в связи с чем улучшить его антиоксидантные свойства;

- дополнительно обогатить продукт медью, магнием, фосфором, марганцем, цинком, которые входят в состав бразильского ореха;

- сократить продолжительность стадии ферментации за счет стимулирующего действия селена на биохимические процессы при культивировании термофильных заквасочных культур на растительном субстрате.

Использование в качестве комбинации термофильных заквасочных культур, содержащей Streptococcus salivarius ssp. thermophiles, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus helveticus, закваски для веганских ферментированных продуктов на растительном молоке «Культура бактериальная концентрированная заквасочная Golden Time® YO 22.30 VEG» компании «Союзснаб» позволяет:

- упростить процесс внесения закваски перед проведением процесса ферментации;

- придать продукту плотную структуру без дополнительного использования стабилизатора.

Изобретение относится к области биотехнологии и пищевой промышленности. Раскрыт способ производства растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур, включающий подготовку растительной смеси в виде сухого или жидкого растительного аналога молока для ферментации, ее нагревание до температуры 60-65°С и гомогенизацию при давлении 12,5-17,5 МПа, тепловую обработку при температуре 83-87°С с выдержкой 5-7 мин, охлаждение до температуры заквашивания 38-42°С и внесение комбинации термофильных заквасочных культур, включающих Streptococcus salivarius ssp. thermophiles, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, ферментацию, охлаждение до 2-6°С. При этом подготовка смеси для ферментации включает ее обогащение бразильским орехом, который предварительно тонко измельчают до размера частиц 0,50-0,55 мкм, в качестве комбинации термофильных заквасочных культур используют культуру бактериальную концентрированную заквасочную, дополнительно содержащую Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus helveticus в дозировке полученной заквасочной культуры 50 ЕА на 1000 кг ферментируемой растительной смеси, продолжительность ферментации составляет 3-5 ч до достижения показателя рН 4,5-4,55. Изобретение позволяет улучшить органолептические характеристики растительного продукта, упростить использование комбинации термофильных заквасочных культур, обогатить продукт органическим источником селена с учетом рекомендуемых суточных норм потребления, а также медью, магнием, фосфором, марганцем, цинком, которые входят в состав бразильского ореха. 2 пр.

Способ производства растительного продукта, ферментированного комбинацией термофильных заквасочных культур, включающий подготовку растительной смеси в виде сухого или жидкого растительного аналога молока для ферментации, ее нагревание до температуры 60-65°С и гомогенизацию при давлении 12,5-17,5 МПа, тепловую обработку при температуре 83-87°С с выдержкой 5-7 мин, охлаждение до температуры заквашивания 38-42°С и внесение комбинации термофильных заквасочных культур, включающих Streptococcus salivarius ssp. thermophiles, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, ферментацию, охлаждение до 2-6°С, отличающийся тем, что подготовка смеси для ферментации включает ее обогащение растительным источником органического селена, а также меди, магния, фосфора, марганца и цинка в виде бразильского ореха, который предварительно тонко измельчают до размера частиц 0,50-0,55 мкм, в качестве комбинации термофильных заквасочных культур используют культуру бактериальную концентрированную заквасочную, дополнительно содержащую Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus helveticus в дозировке полученной заквасочной культуры 50 ЕА на 1000 кг ферментируемой растительной смеси, ферментацию проводят при температуре 37-42°С, при этом продолжительность ферментации составляет 3-5 ч до достижения показателя рН 4,5-4,55, при этом при производстве растительного продукта, ориентированного на потребление женщинами, обогащение смеси для ферментации растительным источником органического селена в виде бразильского ореха осуществляют в количестве 2,63-3,94 кг на 100 кг смеси, обеспечивающем при употреблении 100 г растительного продукта от 10 до 15 % от рекомендованной среднесуточной нормы потребления селена для женщин, которая составляет 55 мкг селена в сутки, причем при производстве растительного продукта, ориентированного на потребление мужчинами, обогащение смеси для ферментации растительным источником органического селена в виде бразильского ореха осуществляют в количестве 3,34-5,00 кг на 100 кг смеси, обеспечивающем при употреблении 100 г растительного продукта от 10 до 15 % от рекомендованной среднесуточной нормы потребления селена для мужчин, которая составляет 70 мкг селена в сутки, а при производстве растительного продукта, ориентированного на потребление детьми, обогащение смеси для ферментации растительным источником органического селена в виде бразильского ореха осуществляют в количестве 0,5-0,75 кг на 100 кг смеси, обеспечивающем при употреблении 100 г растительного продукта от 10 до 15 % от рекомендованной среднесуточной нормы потребления селена для детей, которая составляет от 10 до 50 мкг селена в сутки.