СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЙНОГО ДЕСЕРТА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
METHOD FOR PRODUCING FUNCTIONAL JELLY DESSERT

Изобретение относится к кондитерской промышленности, а именно к приготовлению фруктово-желейного десерта на основе натуральных продуктов и желирующих веществ морского происхождения, имеющего лечебно-профилактическую направленность.
Идея создания натуральных продуктов с высокой биологической активностью с низкой калорийностью не теряет своей актуальности. Ученые создают десерты, на основе натуральных продуктов, в том числе водорослевых экстрактов, не содержащие сахара и химических красителей (1). Рынок водорослевых экстрактов в пищевых продуктах, в том числе десертах, динамично развивается. Так, ожидается, что рынок фикоцианина - пигментно-белкового комплекса из семейства фикобилипротеинов, в большом количестве синтезируемого Arthrospira (Spirulina) platensis и используемого в пищевых продуктах в качестве натурального красителя, будет расти и достигнет 1 миллиарда долларов США в период 2019-2028 гг., так как синий пигмент фикоцианин получил одобрение FDA в 2013 году (2).
Известен способ производства джема из морских водорослей (пат. 2370103, РФ, 2009, МПК A23L 1/06). Способ включает измельчение водорослевого сырья до получения фарша с размером частиц не более 3 мм. В качестве водорослевого сырья используют ламинарию Laminaria japonica, Laminaria saccharina или фукус. Измельченную водоросль смешивают с сахарным сиропом в соотношении 1:0,5-1,5:0,5 соответственно. Затем проводят термообработку с добавлением в процессе обработки 5%-ного раствора лимонной кислоты, ферментолизата селенсодержащих пищевых дрожжей до содержания селена в продукте 400 мкг/100 г и вкусоароматических добавок. Недостатком способа является наличие сахара-песка и пищевых дрожжей, что не позволяет рекомендовать продукт людям с диабетом, другими заболеваниями, связанными с нарушением обменных процессов, а также людям с аллергическими реакциями на дрожжи и дрожжеподобные составляющие.
Известен способ производства желе из морских водорослей (пат. 2681567, РФ, 2019, МПК A23L 21/10, A23L 17/60). Способ включает размораживание мороженой ламинарии и промывание питьевой водой, затем проводят измельчение, термообработку в установке и гомогенизируют до получения однородной вязкой массы, затем фасуют и укупоривают в баночки, причем после размораживания ламинарию загружают в емкость для варки и заливают 1%-ным водным раствором поваренной соли, приготовленным на питьевой воде, доводят до кипения и кипятят на слабом огне в течение 30-40 минут, после чего водный раствор сливают, процесс повторяют 2-3 раза, далее к одной части полученного полуфабриката добавляют одну часть быстрозамороженных плодов и одну часть питьевой воды, слегка подкисляют лимонной кислотой не более 0,1%, доводят до кипения и кипятят на слабом огне в течение 30-40 минут, после гомогенизирования в блендере при 5-6 тыс.об/мин полученный гомогенат загружают в емкость для варки, добавляют пищевой агар, разведенный в небольшом количестве питьевой воды, из расчета 0,5-1% от общей массы получаемого продукта, доводят до кипения и кипятят на слабом огне в течение 10-20 минут, перемешивая массу до полного растворения агара. В качестве быстрозамороженных плодов используют черную смородину, или чернослив, или курагу, или шиповник, или облепиху, добавляют ванилин не более 0,3%, а также для длительного хранения продукт стерилизуют. К недостаткам способа следует отнести чрезмерную трудоемкость процесса и термообработку, в результате которой биологическая ценность продукта снижается.
Наиболее близким по техническому решению является способ получения мармелада с наноструктурированной спирулиной (пат. 2680892, РФ, 2019, МПК A23L 21/10), в котором 100 г сахара растворяют в 200 г воды и смесь уваривают в течение 10 минут, затем добавляют 2 г агар-агара и варят еще 5 минут, наливают 50 г яблочного пюре и доводят до кипения, остужают до 60°С, добавляют 600 мг наноструктурированной спирулины в каррагинане, или альгинате натрия, или конжаковой камеди, или агар-агаре и разливают по формам. Недостатком способа является наличие сахара-песка, что не позволяет рекомендовать продукт людям с диабетом и в качестве диетического питания.
Задачей заявленного изобретения является получение кулинарного продукта для диетического питания в виде низкокалорийного желейного десерта, обогащенного экстрактом С-фикоцианина - белкового пигмента из Arthrospira (Spirulina) platensis.
Технический результат изобретения заключается в расширении ассортимента продукции специализированной функциональной направленности с низким содержанием углеводов, а также в улучшении качества и биологической ценности за счет введения в рецептуру биологически активных веществ, отсутствия сахара и искусственных красителей.
Технический результат достигается тем, в Способе производства желейного десерта функционального назначения, включающем приготовление водного раствора агар-агара и фруктового компонента, которые смешивают, нагревают, охлаждают и добавляют биологически активный компонент, затем разливают по формам, при этом в качестве фруктового компонента используют смесь из измельченной мякоти апельсина и измельченного корня имбиря. Имбирно-апельсиновую смесь смешивают с водным раствором агар-агара, доводят до кипения и остужают до 35°С. В качестве биологически-активного компонента вводят водный экстракт С-фикоцианина из водоросли Arthrospira (Spirulina) platensis. Дистиллированную воду, агар-агар, имбирно-апельсиновую смесь, водный экстракт С-фикоцианина смешивают в соотношении 5:0,3:6:2, соответственно. Имбирно-апельсиновую смесь готовят из измельченных корня имбиря и мякоти апельсина в соотношении 1:1,2 соответственно.
Отличительные признаки заявляемого изобретения заключаются в следующем:
- фруктовый компонент в виде смеси измельченной мякоти апельсина и измельченного корня имбиря в соотношении 1:1,2, что позволяет исключить применение сахара, обеспечить вкусоароматический спектр десерта, снизить калорийность продукта, повысить его лечебно-профилактические свойства и срок хранения за счет антибактериальных свойств имбиря;
- биологически-активный компонент в виде водного экстракта С-фикоцианина из водоросли Arthrospira (Spirulina) platensis, что обеспечивает получение желейного десерта функциональной направленности, который может быть рекомендован для диетического питания, имеющий повышенную пищевую ценность, за счет содержащихся в составе биологически активных веществ функциональной направленности, предотвращения кристаллизации и сохранения аморфной структуры в процессе хранения продукта.
- смешивание дистиллированной воды, агар-агара, имбирно-апельсиновой смеси, водного экстракта С-фикоцианина в соотношении 5:0,3:6:2, выбранные авторами опытным путем в таких количественных значениях компонентов рецептур, с учетом достижения заявляемого результата, что введение компонентов рецептуры ниже и выше указанных соотношений не обеспечивает ожидаемого физиологического-эффекта.
Общим с прототипом является использование водного раствора агар-агара, фруктового компонента и биологически активного компонента из водорослевого сырья.
Новым в заявляемой композиции является, введение в состав десерта новых компонентов: водного экстракта с высокой биологической активностью - С-фикоцианина - белкового пигмента из водоросли Arthrospira (Spirulina) platensis и сока имбиря.
Перечисленные отличительные признаки позволяют сделать вывод о наличии новизны в предлагаемом техническом решении. Проведенные патентные исследования, изучение доступных научных публикаций, относящихся к теме изобретения, не обнаружили решений, имеющих признаки, сходные с предлагаемым изобретением. Способ рассчитан на применение в промышленном производстве. При промышленном применении способа условия его осуществления не изменятся. Получение заявляемого продукта в промышленных масштабах не требует сложного и дорогого оборудования, возможно использовать стандартное оборудование для изготовления, например, обычного мармелада.
С-фикоцианин (C-Phycocyanin) - пигментно-белковый комплекс из семейства светосборных фикобилипротеинов, вырабатывается многими фотоавтотрофными цианобактериями, в большом количестве содержится в Arthrospira (Spirulina) platensis. С-фикоцианин используется в пищевой промышленности и производстве напитков в качестве натурального красителя (http://ru.binmeibio-es.com/phycocyanin/fluorescence-phycocyanin/fluorescent-phycocyanin-powder/water-soluble-fluorescent-phycocyanin-powder.html) и добавляется в сладости. С-фикоцианин обладает как антиоксидантными, так и противовоспалительными свойствами (3). Оказывает нейропротекторное воздействие - уменьшая окислительный стресс, предотвращает астроглиоз и воспаление глиальных клеток головного мозга (4), обладает защитой от гепатотоксичности, оказывает противоопухолевое действие - предотвращает рост клеток, индуцирует апоптоз, обладает множеством других лечебно-профилактических эффектов.
Имбирь оказывает антиоксидантное и противовоспалительное действие, нормализуя ферментативную активность, связанную с ожирением, без побочных эффектов (5), обладает болеутоляющим действием и может модулировать боль с помощью различных механизмов (6). Производные имбиря в виде экстракта или изолированных соединений проявляют соответствующую антипролиферативную, противоопухолевую активность (7). Имбирь широко применяют в комплексном лечении лишнего веса ввиду того, что он может модулировать жировые отложения с помощью различных потенциальных механизмов, включая усиление термогенеза и липолиза, подавление липогенеза, ингибирование всасывания жира в кишечнике и контроль аппетита (8), он показал свою эффективность в борьбе с диабетом и метаболическим синдромом, снижая показатели гиперлипидемии, гипергликемии, снижает окислительный стресс и воспаление (9). Доказана его антибактериальная и противовирусная эффективность за счет разрушения бактериальной клеточной мембраны, что позволяет использовать его не только в лечебно-профилактических целях, но и для пресервации пищевых продуктов (10).
Апельсин содержит целый спектр полезных веществ с высокой фармакологической активностью (11). Так, идентифицировано несколько типов химических соединений, включающих флавоноиды, стероиды, гидроксиамиды, алкалоиды, жирные кислоты, кумарины, пептиды, углеводы, карбаматы и алкиламины, каротиноиды, летучие соединения. Исследования показали антибактериальную, противогрибковую, противопаразитарную, антипролиферативную, антиоксидантную, гипохолестеринемическую, анксиолитическую, активность, показана эффективность применения при ожирении, болезнях сердечно-сосудистой системы, остеопорозе и многих других заболеваниях (12).
Агар-агар - желеобразный полисахарид, который содержится в клеточной стенке многих красных водорослей, широко используется в качестве пищевого и желирующего агента. Изделия с агаром быстро застывают, не расплываются при комнатной температуре, не теряют заданной формы. Агар-агар обладает рядом полезных свойств: антибактериальным, пребиотическим, противоопухолевым, антиоксидантными и иммуномодулирующим; стимулируя работу щитовидной железы и улучшая метаболизм, агар-агар поставляет в человеческий организм такие полезные микроэлементы, как магний, кальций, марганец, фосфор, калий и йод; не усваивается организмом, а наоборот позволяет насытить его, и очистить от шлаков и токсинов, вызывая легкий слабительный эффект (13). Агар не содержит килокалорий, углеводов, сахара, жира, поэтому является отличным диетическим компонентом.
Реализация способа
Получали водный экстракт С-фикоцианина из Arthrospira platensis (Spirulina). Допускается использование готового порошка с содержанием С-фикоцианина или его получение известными способами из сухой/сырой биомассы спирулины. Авторы получали водный экстракт фикоцианина из Arthrospira (Spirulina) platensis следующим образом. 2 г сухой спирулины измельчали до порошкообразного состояния, помещали в полипропиленовые пробирки объемом 10 мл, количество пробирок 9 шт, добавляли по 2,5 мл холодной дистиллированной воды (t°=+10 С°), помещали в морозильную камеру, замораживали при t°=-14 С° в течение 30 минут, вынимали и оставляли до полного размораживания, центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 минут, супернатант сливали и объединяли. Осадок снова заливали холодной дистиллированной водой и повторяли весь процесс. Процедуру повторяли 4 раза. Суммарный объем водного раствора С-фикоцианина составил 90 мл. Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре СФ-2000 при длине волны 540 нм. Концентрация добавляемого раствора С-фикоцианина составляла 5,2% сухой массы спирулины. Содержание С-фикоцианина рассчитали по формуле (14):
где
620
655
700
470
D, D, D, D - оптическая плотность в области максимума водного экстракта С-фикоцианина (на длине волны 620 нм), оптическая плотность в области макимума аллофикационина (655 нм) и неспецифичское поглощение на длине волны 700 и 470 нм, ед.опт.пл.;
V - объем объединенного экстракта, мл;
m - масса навески, мг;
k - массовая доля воды в пробе;
l - длина оптического пути, см.
Подготовка фруктового компонента: измельчили блендером до кашицеобразного состояния 200 г свежего очищенного от кожуры корня имбиря и 240 г мякоти апельсина, процедили, отжали.
В 100 мл дистиллированной воды добавили 6 г порошка агар-агара, оставили набухать, после чего ввели в него 120 мл полученной имбирно-апельсиновой смеси, довели до кипения, остудили до 35°С. Добавили 40 мл фикоцианина, смешали до получения однородного цвета и консистенции, залили в формы, оставили до полного застывания продукта. Соотношение дистиллированной воды, агар-агара, смеси имбирно-апельсиновой, экстракта фикоцианина, составляет 5:0,3:6:2.
Калорийность десерта составляет 89,22 Ккал на 100 г продукта. Срок хранения - 1 месяц, хранить в светонепроницаемой упаковке при температуре 2-8°С.
Получили желейный десерт с нежной структурой, немного рассыпчатой на изломе, не содержащий кристаллов, с блестящей гладкой поверхностью, цвета морской волны. Десерт легко разжевывается, обладает вкусом и запахом, характерным для корня имбиря и апельсина. Продукт является диетическим, помимо хороших органолептических свойств обладает и лечебно-профилактическими эффектами, не содержит вредных примесей, т.к. спирулина выращена в стерильных лабораторных условиях. По сравнению с аналогами и прототипом предлагаемый способ обеспечивает диетический десерт с более широким спектром биологической активности с выраженным пребиотическим, противоопухолевым, антиоксидантным и иммуномодулирующим эффектом.
Предложенный продукт - желейный десерт характеризуется низкой калорийностью и высокой пищевой ценностью. Может быть рекомендован в качестве биологически активного десерта людям с сахарным диабетом, ожирением и другими заболеваниями, сопровождающимися нарушениями обменных процессов, в диетическом питании при лечении постковидного синдрома, нейродегенеративных и опухолевых процессов, а так же людям, проживающим в экологически неблагополучных регионах, т.к. за счет содержания агар-агара и С-фикоцианина он способен выводить из организма токсины, элементы тяжелых металлов, вредные вещества, образованные в процессе метаболизма, оказывает антиоксидантное, противоопухолевое, противовоспалительное, противоаллергенное, гепатопротекторное, нейропротекторное, радиопротекторное, иммуномодулирующее воздействие, регулирует процессы синтеза желчных солей и холестерина в крови.
Источники информации, принятые во внимание:
1. https://www.agroxxi.ru/zhumal-agromir-xxi/novosti/krymskie-uchenye-sozdali-nizkokaloriinyi-marmelad-s-ispolzovaniem-gidrolatov-yefiromaslichnyh-rastenii.html; https://woman.rambler.ru/cooking/38538382-uchenye-pustili-vodorosli-na-marmelad/ (Электронный ресурс дата обращения 17.01.2022).
2. https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.02429132-61e7cac6-fb5e729e-74722d776562/https/www.factmr.com/media-release/1248/global-phycocyanin-market (Электронный ресурс дата обращения 17.01.2022).
3. Ch Romay,  D Remirez, V Rimbau. C-phycocyanin: a biliprotein with antioxidant, anti-inflammatory and neuroprotective effects. Curr Protein Pept Sci. 2003, 4(3):207-16. doi: 10.2174/1389203033487216.
4. Liu Q., Huang Y., Zhang R., Cai Т., Cai Yu. Medical Application of Spirulina platensis Derived C-Phycocyanin. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2016, p. 1-14 DOI:10.1155/2016/7803846
5. Tramontin NDS, Luciano TF, Marques SO, de Souza CT, Muller AP. Ginger and avocado as nutraceuticals for obesity and its comorbidities. Phytother Res. 2020, №34(6), p.1282-1290. doi: 10.1002/ptr.6619.
6. Rondanelli M, Fossari F, Vecchio V, Gasparri C, Peroni G, Spadaccini D, Riva A, Petrangolini G, Iannello G, Nichetti M, Infantino V, Perna S. Clinical trials on pain lowering effect of ginger: A narrative review. Phytother Res. 2020 №34(11):2843-2856. doi: 10.1002/ptr.6730.
7. Protective and therapeutic potential of ginger (de Lima RMT, Dos Reis AC, de Menezes АРМ, Santos JVO, Filho JWGO, Ferreira JRO, de Alencar MVOB, da Mata AMOF, Khan IN, Islam A, Uddin SJ, Ali ES, Islam MT, Tripathi S, Mishra SK, Mubarak MS, Melo-Cavalcante AAC. Zingiber officinale) extract and [6]-gingerol in cancer: A comprehensive review. Phytother Res. 2018, №32(10), p. 1885-1907. doi: 10.1002/ptr.6134.
8. A systematic review of the anti-obesity and weight lowering effect of ginger (Ebrahimzadeh Attari V, Malek Mahdavi A, Javadivala Z, Mahluji S, Zununi Vahed S, Ostadrahimi A. Zingiber officinale Roscoe) and its mechanisms of action. Phytother Res. 2018, №32(4), p. 577-585. doi: 10.1002/ptr.5986.
9. Wang J, Ke W, Bao R, Hu X, Chen F. Beneficial effects of ginger Zingiber officinale Roscoe on obesity and metabolic syndrome: a review. Ann N Y Acad Sci. 2017, №1398(1), p. 83-98. doi: 10.1111/nyas.13375.
10. Wang X, Shen Y, Thakur K, Han J, Zhang JG, Hu F, Wei ZJ. Antibacterial Activity and Mechanism of Ginger Essential Oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Molecules. 2020 Aug 30; 25(17):3955. doi: 10.3390/molecules25173955.
11. Farag M.A., Abib В., Ayad L., Khattab A.R. Sweet and bitter oranges: An updated comparative review of their bioactives, nutrition, food quality, therapeutic merits and biowaste valorization practices. Food Chem, 2020, №331, p. 127306. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.127306.
12.  Ramirez-Cabrera MA, Esquivel-Ferrino PC, Camacho-Corona Mdel R. Chemistry and Pharmacology of Citrus sinensis. Molecules. 2016, №21(2), p. 247. doi: 10.3390/molecules21020247.
13. Cheong K-L., Qiu H-M., Du H., Liu Y., Khan B.M. Oligosaccharides Derived from Red Seaweed: Production, Properties, and Potential Health and Cosmetic Applications. Molecules. 2018, №23(10), p. 2451, doi: 10.3390/molecules23102451.
14. Гевориз Р.Г., Нехорошее M.B. Количественное определение массовой доли С-фикоцианина и аллофикоцианина в сухой биомассе Spirulina (Arthrospira) platensis North. Гейтл. Холодная экстракция, Севастополь 2017 // Электронный ресурс https://repository.marine-research.org/handle/299011/46 (дата обращения 19.10.2021)