БЕЗАЛКОГОЛЬНЫЙ НАПИТОК
ALCOHOL-FREE BEVERAGE

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству безалкогольных напитков, относящихся к категории продуктов функционального питания.
Известен ферментированный молочнокислыми бактериями (L. plantarum 22 и L. fermentum 27) свекольный сок [Ратникова И.А. Биологические основы создания пробиотиков направленного действия для медицины, сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности. Автореф. дис. докт. биол. наук. Алматы. 2010. 43 с.]. Продукт обладает положительной терапевтической эффективностью при лечении хронических заболеваний: гастрита, энтероколита, гепатита, холецистита, сопровождающихся дисбактериозом кишечника.
Известен пастеризованный свекольный сок, заквашенный концентратом бифидобактерий (B. longum), предназначенный для профилактического питания.
Количество бифидобактерий в продукте составляет не менее 10 КОЕ/г [Кардовский А.А. Совершенствование технологии и разработка новых видов купажированных соков из свеклы. Автореф дис. к.т.н. М., 2008. 24 с.].
Недостатком этих напитков является их слабый пребиотический потенциал и невысокие биологически активные свойства.
В качестве прототипа выбран безалкогольный напиток, характеризующийся тем, что он содержит биологически активный продукт и основу, выбранную из ряда: питьевая вода, минеральная вода, сок, нектар, минерализованная вода, лимонад, морс, квас, безалкагольное пиво или их смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Биологически активный продукт
4,0
Основа
остальное
[RU 2315487 C1, 27.01.2008].
Биологически активный продукт (БАП) представляет собой полисахаридную композицию, полученную из водоросли Fucus evanescens, состоящую из фукоидана в количестве 60-80% и полиманнуроновой кислоты в количестве 20-40% («Фуколам-С»).
Известный безалкогольный напиток на основе сока не содержит пробиотиков.
Его недостатком является слабый пребиотический потенциал.
Задача изобретения - создание функционального напитка синбиотического действия, улучшающего состояние желудочно-кишечного тракта в организме, нормализующего метаболический и иммунный статус организма.
В результате решения поставленной задачи создан безалкогольный напиток, содержащий овощной и/или фруктовый сок и фуколам-С, который согласно изобретению дополнительно содержит закваску из производственных штаммов бифидобактерий и альгинат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:
Фуколам-С
0,5-0,75
Альгинат натрия
2,0-3,0
а также в мл:
Закваска из производственных
штаммов бифидобактерий
18,0-20,0
Сок
остальное
Введение в напиток бифидобактерий позволило обеспечить ему пробиотические свойства. Альгинат натрия обогащает напиток пищевыми волокнами, которые обладают адсорбирующей и водоудерживающей способностью, обволакивающим действием, выполняя функции энтеросорбента токсинов, тяжелых металлов, радионуклидов, регулирует обмен веществ, моторную функцию ЖКТ, степень абсорбции жира, снижает уровнь холестерина в крови [Smit A.J. Medicinal and pharmaceutical uses of seaweed natural products: A review. Journal of applied Phycology. 2004. Vol.16. P.245-262; Warrand J. Healthy polysaccharides. Food technology and Biotechnology. 2006. Vol.44(3). P.355-370]. Фуколам-С обладает большим спектром биологической активности, хорошей растворимостью и не токсичен для организма.
Изобретательским шагом является достижение синергизма ингредиентов по пребиотической активности. Неожиданно оказалось, что в напитке, содержащем овощной и/или фруктовый сок, закваску и биологически активные добавки (фуколам-С и альгинат натрия), в заявленном количественном соотношении, проявляется синергетический эффект по преобитической активности, возможность достижения которого не следует из уровня техники.
9
9
9
9
Экспериментально показано (см. чертеж), что содержание бифидобактерий через 24 ч культивирования на гидролизатно-молочной среде, обогащенной фуколамом-С (0,5 мг/мл), составляющее 8,9×10 КОЕ/г; обогащенной альгинатом натрия (2,0 мг/мл), составляющее 11,5×10 КОЕ/г; и обогащенной композицией фуколам-С (0,05 мг/мл): альгинат натрия (0,2 мг/мл), составляющее 14,5×10 КОЕ/г, что значимо выше (p<0,05) по сравнению с контролем (среда без добавок) - 1,6х10 КОЕ/г. Эффект влияния композиции на накопление биомассы бифидобактерий в 1,6 раза выше (p<0,05), чем при обогащении питательной среды только фуколамом-С, что свидетельствует о синергизме действия фуколама-С и альгината натрия.
3
Установлено оптимальное для оказания пребиотического эффекта соотношение фуколама-С и альгината натрия - 1:4, которое в напитке составляет соответственно 0,5-0,75 г/л и 2-3 г/л при суточной дозе продукта 200 мл (дм).
Количественное содержание ингредиентов напитка заявлено с учетом рекомендуемого уровня их потребления.
Рекомендуемая суточная доза фуколама-С составляет 100 мг [Заключение ГУ НИИ питания РАМН №72/Э-6736/б-05 от 20.10.05; свидетельство Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека о государственной регистрации №77.99.23.3.У.739.1.06 от 30.01.06].
Рекомендуемый уровень потребления альгината составляет 2 г, верхний допустимый уровень потребления составляет 6 г [Методические рекомендации МР 2.3.1.19 150-04 от 2.07.2004 г. Рациональное питание. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ].
8
10
Суточная доза ферментированного сока составляет 200 мл при расчете на средний вес человека 70 кг. Рекомендуемый адекватный уровень потребления бактерий рода Bifidobacterium с доказанными пробиотическими свойствами в составе кисломолочной продукции для взрослого человека составляет 5×10 КОЕ/сут. Верхний допустимый уровень потребления - 5×10 КОЕ/сут. [МР 2.3.1. 19150-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ»].
Изобретение расширяет ассортимент напитков синбиотического действия, относящихся к категории продуктов функционального питания.
Заявителями установлено, что комбинация пробиотика (закваска из производственных штаммов бактерий) и пребиотической композиции (фуколам-С и альгинат натрия), входящие в заявляемый напиток, оказывают взаимно усиливающее воздействие на физиологические функции и процессы обмена веществ в организме, повышает иммунокорригирующий эффект в отношении факторов врожденного иммунитета.
Проведены исследования, доказывающие улучшение состояния желудочно-кишечного тракта, повышение иммунокорригирующего эффекта в отношении факторов врожденного иммунитета и улучшение показателей липидного обмена у испытуемых животных под действием заявляемого напитка.
Объект исследования - заявляемый напиток, включающий тыквенный сок, композицию из фуколама-С и альгината натрия, пробиотический штамм бифидобактерий Bifidobacterium bifidum 791.
Экспериментальные исследования выполнены на неинбредных белых мышах массой тела 18-20 г. Мышам 1 группы воспроизводили модель экспериментального лекарственного дисбактериоза путем внутрибрюшинного введения антибиотика широкого спектра действия гентамицина в дозе 25 мг/кг в течение 7 дней. Животные 2 группы, которым также воспроизводили лекарственный дисбактериоз, получали заявляемый напиток. Курс применения напитка состоял в двухкратном пероральном введении в количестве 100 мкл, начинался одновременно с введением гентамицина и продолжался в течение 6 недель. Животные 3 группы (интактный контроль) содержались на стандартном рационе вивария. Вскрытие и обследование животных производили в динамике (через 1, 4, 6 недель).
У животных оценивали общее состояние, характер стула, исследовали состав кишечного микробиоценоза и показатели функциональной активности нейтрофильных лейкоцитов перитонеального экссудата.
Подсчет колоний микроорганизмов производили в натуральных числах, умноженных на 10 в степени, равной разведению бактериологического материала.
Фагоцитарную активность нейтрофилов перитонеального экссудата мышей оценивали по фагоцитарному показателю (ФП%) - процент клеток, участвующих в фагоцитозе и фагоцитарному числу (ФЧ) - среднее число латексных частиц, поглощенных одним фагоцитом. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программы «Statistica-7». Использовали t-критерий Стьюдента (для независимых выборок).
У мышей 1-ой группы после введения гентамицина выявлены клинические симптомы заболевания, которые выражались в изменении количества и консистенции стула, нарушении количественного и качественного состава кишечной микрофлоры, что характерно для дисбактериоза. Результаты бактериологического анализа стула через неделю характеризовались уменьшением числа лакто- и бифидобактерий, а также увеличением количественного содержания золотистого стафилококка (представителя патогенной микрофлоры), возрастанием содержания условно-патогенных бактерий рода Clostridium и Proteus по сравнению с исходным состоянием кишечного микробиоценоза.
9
У животных 2-ой группы, получавших заявляемый напиток, также были отмечены клинические симптомы дисбактериоза, которые купировались к концу недели. В результате недельного курса приема заявляемого напитка у животных выявлено увеличение содержания бифидобактерий (до 1,2±0,3×10/г), а в последующем (через 4 и 6 недель) их уровень в среднем на 2 порядка превышал показатели у животных 1 группы. Такая же тенденция отмечена в отношении лактобактерий. Кроме того, у животных этой группы к концу лечения выявлена элиминация золотистого стафилококка и бактерий рода Proteus, а также снижение содержания представителей рода Clostridium в среднем на порядок по сравнению с животными 1-ой группы. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Состояние микробиоценоза кишечника у исследуемых групп мышей
Виды микроорганизмов
Количество микробных клеток в 1 г фекалий (КОЕ/г)
Группа 1 (1 неделя)
Группа 2 после лечения
1 неделя
4 неделя
6 неделя
Бифидобактерии
3,6±1,6×10<sup>6</sup>
1,2±0,3×10<sup>9</sup>*
1,9±0,4×10<sup>10</sup>*
4,4±1,6×10<sup>9</sup>*
Лактобактерии
5,2±3,4×10<sup>5</sup>
13,8±4,9×10<sup>7</sup>*
7,4±0,3×10<sup>8</sup>*
8,8±2,1×10<sup>8</sup>*
Кишечная палочка:
типичная
1,6±0,7×10<sup>6</sup>
3,8±1,1×10<sup>7</sup>*
5,6±1,2×10<sup>7</sup>*
1,5±0,2×10<sup>7</sup>*
лактозонегативная
0
0
0
0
гемолитическая
0
0
0
0
Энтерококки
1,2±0,3×10<sup>6</sup>
5,6±0,8×106
1,4±0,5×10<sup>7</sup>*
4,4±0,6×10<sup>6</sup>*
Стафилококки:
сапрофитный
9,2±3,2×10<sup>6</sup>
0
0
0
золотистый
3,2±0,3×10<sup>3</sup>
0
0
0
Представители рода Clostridium
3,9±0,4×10<sup>5</sup>
3,9±1,7×10<sup>4</sup>*
5,3±1,7×10<sup>4</sup>*
2,8±0,5×10<sup>4</sup>*
Дрожжеподобные грибы рода Candida
0
0
0
0
Представители рода Proteus
7,8±0,3×10<sup>7</sup>
2,3±0,3×10<sup>5</sup>*
0
0
Примечание: показатели M±m; использован параметрический t-критерий Стьюдента для независимых выборок; * - различия достоверны (p<0,05) по отношению к показателям у животных с моделью дисбактериоза (1 группа); n=6.
Результаты проведенных экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что применение заявляемого напитка у мышей с лекарственным дисбактериозом приводило к купированию симптомов диспепсии, восстановлению содержания нормальной микрофлоры (бифидо- и лактобактерий), снижению условно-патогенной и патогенной микрофлоры в кишечнике.
При исследовании показателей фагоцитарной активности нейтрофильных лейкоцитов перитонеальной полости у животных с экспериментальным дисбактериозом выявлено их статистически значимое снижение по сравнению с контролем. У животных 1-ой и 2-ой групп по истечении недели эти показатели значимо не изменялись. В процессе приема заявляемого напитка (4-6 нед.) наблюдалось их восстановление. Более того, к концу наблюдаемого периода у животных 2 группы выявлено статистически значимое (в 1,2-1,4 раза) повышение ФП и ФЧ по сравнению с контролем. Полученные результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2
Показатели фагоцитарной активности нейтрофильных лейкоцитов перитонеальной полости у исследуемых групп мышей
Группа животных
Показатели
ФП (%)
ФЧ (усл.ед.)
1 неделя.
4 неделя
6 неделя
1 неделя
4 неделя
6 неделя
Группа 1
50,3±4,2*
56,8±4,7*<sup>x</sup>
62,8±4,5<sup>х</sup>
2,1±0,25*
2,7±0,23*<sup>x</sup>
3,2±0,3<sup>х</sup>
Группа 2
50,8±4,8*
68,6±5,9
73,4±6,7*
2,2±0,33*
3,6±0,39
4,5±0,4*
Группа 3
63,1±6,8
3,3±0,5
Примечание: показатели M±m; использован параметрический t-критерий Стьюдента для независимых выборок; * - (p<0,05) - различия достоверны по отношению к показателям у интактных животных (3 гр.); <sup>х</sup> - достоверность различий (p<0,05) при сравнивании показателей у животных 1 и 2 групп); n=7.
Результаты проведенных экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что применение заявляемого напитка у мышей приводит к увеличению показателей фагоцитарной активности нейтрофилов, относящихся к клеткам-эффекторам врожденного иммунитета.
Исследование влияния заявляемого напитка на липидный обмен проведено на модели алиментарной гиперхолестеринемии у мышей.
Экспериментальные исследования выполнены на неинбредных белых мышах массой тела 18-20 г. Мыши 1 группы, которые представляли модель гиперхолестеринемии, в течение 4-х недель получали атерогенную диету (пшеничную кашу, сливочное масло 5%, свиное сало 25% от веса пищи, а также эмульсию холестерина в растительном масле из расчета 0,4 г/кг массы тела животного). Мыши 2 группы на фоне атерогенной диеты получали заявляемый напиток в течение 4-х недель. Животные 3 группы (интактный контроль) содержались на стандартном рационе вивария. По окончании эксперимента у животных производили забор крови путем пункции сердца под эфирным наркозом. В сыворотке крови биохимическим методом с помощью набора реактивов фирмы «Ольвекс Диагностикум» в соответствии с прилагаемой инструкцией определяли содержание общего холестерина (ХС), триглицеридов, липопротеидов низкой (ХС ЛПНП), очень низкой (ХС ЛПОНП) и высокой плотности (ХС ЛПВП). Коэффициент атерогенности рассчитывали как отношение разности суммарной фракции ХС (ЛПНП + ЛПОНП) и ЛПВП к ХС (ЛПВП).
У мышей 1 группы, получавших в течение 28 дней атерогенную диету, выявлено статистически значимое увеличение содержания общего холестерина в атерогенных классах (ХС ЛПНП и ХС ЛПОНП), триглицеридов, а также увеличивался коэффициент атерогенности по сравнению с показателями у интактных животных 3 группы.
У мышей 2 группы, получавших в течение 4 недель заявляемый напиток, статистически значимо (в 1,2-1,4 раза) снижался уровень общего холестерина и ХС ЛПНП, а также содержание триглицеридов в сыворотке крови, что обеспечивало снижение коэффициента атерогенности по сравнению с 1 группой. Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3
Показатели липидного обмена у исследуемых групп мышей
Показатели
Группа животных
Группа 1
Группа 2
Группа 3
Общий холестерин (ХС), ммоль/л
4,1±0,37*
3,2±0,38*<sup>х</sup>
2,55±0,31
ХС ЛПНП, ммоль/л
1,7±0,21*
1,2±0,15*<sup>x</sup>
0,78±0,09
ХС ЛПОНП, ммоль/л
0,48±0,06*
0,41±0,04*
0,34±0,04
ХС ЛПВП, ммоль/л
2,1±0,24
2,3±0,25*
1,93±0,16
Триглицериды, ммоль/л
1,2±0,09*
0,98±0,08*<sup>х</sup>
0,67±0,09
Коэффициент атерогенности
1,05±0,11*
0,76±0,09<sup>х</sup>
0,59±0,07
Примечание: показатели M±m; использован параметрический t-критерий Стьюдента для независимых выборок; * - (p<0,05) - различия достоверны по отношению к показателям у интактных животных (3 гр.); <sup>x</sup> - достоверность различий (p<0,05) при сравнивании показателей у животных 1 и 2 групп); n=8.
Полученные результаты свидетельствуют, что применение заявляемого напитка у мышей с гиперхолестеринемией способствует восстановлению липидного обмена.
Таким образом, употребление предлагаемого синбиотического функционального напитка улучшает состояние желудочно-кишечного тракта и способствует нормализации иммунного и метаболического статуса организма.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В тыквенный сок вносят, предварительно растворенные в соке, фуколам-С и альгинат натрия, далее сок с добавками гомогенизируют, стерилизуют, затем вносят закваску из производственных штаммов бифидобактерий. Сквашивание производят при температуре 37,5-38,0°C в течение 18-24 ч. Готовый продукт охлаждают при температуре не выше 10°C.
Содержание исходных компонентов в напитке следующее, г/л:
Фуколам-С
0,5
Альгинат натрия
2,0
а также в мл:
Закваска из производственных
штаммов бифидобактерий
18,0
Сок
остальное
10
8
Новый продукт, включающий биологически активные добавки, содержит 2×10КОЕ/г бифидобактерий, контрольный образец (ферментированный бифидобактериями тыквенный сок) - 7×10 КОЕ/г бифидобактерий.
Внешний вид и органолептические свойства нового продукта не отличались от таковых у контрольного образца. Напиток представляет собой однородную непрозрачную жидкую массу с равномерно распределенной гомогенизированной мякотью. Допускается при хранении отслаивание и небольшой уплотненный осадок на дне. Вкус и запах - свойственные данному виду сока; цвет - оранжевый, равномерный по всей массе. Срок хранения напитка - не более 7 суток при температуре +4 - +6°C.
Пример 2. Безалкогольный напиток изготавливают, как в примере 1, но в качестве основы используют персиковый сок.
Содержание исходных компонентов в напитке следующее, г/л:
Фуколам-С
0,6
Альгинат натрия
2,5
а также в мл:
Закваска из производственных
штаммов бифидобактерий
19,0
Сок
остальное
9
7
Новый продукт, включающий биологически активные добавки, содержит 10КОЕ/г бифидобактерий, контрольный образец (ферментированный бифидобактериями персиковый сок) - 6×10 КОЕ/г бифидобактерий.
Пример 3. Безалкогольный напиток изготавливают, как в примере 1, но в качестве основы используют яблочно-тыквенный сок.
Содержание исходных компонентов в напитке следующее, г/л:
Фуколам-С
0,75
Альгинат натрия
3,0
а также в мл:
Закваска из производственных
штаммов бифидобактерий
20,0
Сок
остальное
7
6
Новый продукт, включающий биологически активные добавки, содержит 2×10КОЕ/г бифидобактерий, контрольный образец (ферментированный бифидобактериями яблочно-тыквенный сок) - 3×10 КОЕ/г бифидобактерий.