Способ получения ягодно-орехового напитка
BERRY-NUT BEVERAGE AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения функциональных напитков.
Известен продукт белково-витаминный для питания спортсменов, включающий жмых ядер кедровых орехов, другие семена и сушеную плодово-ягодную смесь [патент РФ № 2468609, МПК А23L 1/30. Опубл. 10.12.2012, Бюл. № 34].
Недостатками известного изобретения являются: использование жмыха кедровых орехов, содержащего пониженное количество белково-углеводных и липидных веществ кедрового ореха, а также использование сушеной плодово-ягодной смеси и необходимость дополнительного введения регулятора кислотности и подсластителя (лимонной кислоты и фруктозы).
Известен способ безотходной низкотемпературной переработки плодов и ягод в консервы, заключающийся в том, что свежие или свежемороженные ягоды и плоды совместно с семенами, створками и плодоножками диспергируют в кавитационном аппарате с добавлением или без добавления сахара, патоки, воды и лимонной кислоты, при этом диспергирование проводят в токе инертного газа с градиентом роста температуры 2°С/мин при достижении плодово-ягодной массой температуры 80°С и выдерживают при этой температуре при одновременном диспергировании в течение 3 мин, после чего производят горячий асептический розлив и укупоривание продукта [патент РФ № 2438336, МПК А23В 7/00. Опубл. 10.01.2012, Бюл. № 1].
Недостатки известного способа: получение только фруктово-ягодных напитков, использование инертного газа.
Известен вид функциональных напитков на основе ядер кедровых орехов, т.н. «кедровое молочко», которые получают из очищенных или цельных кедровых орехов [http://www.cedarmilk.ru].
Известен способ получения кедрового молочка, предусматривающий измельчение кедрового ореха, экстракцию в водной среде, гомогенизацию и стабилизацию, отличающийся тем, что кедровый орех разделяют на ядро и скорлупу, измельчение ядра и скорлупы проводят раздельно до образования кинетически устойчивых взвесей с размером частиц не более 1,5 мкм, причем очищенные ядра измельчают и экстрагируют в водной среде при соотношении орех:вода 1:2 и температуре 15-25°С, а скорлупу измельчают в сухом виде в количестве в 4,16 раза меньше количества ядра, экстрагируют в 20-кратном количестве воды при температуре 70-80°С в течение 1 ч при перемешивании, после чего полученные водные взвеси смешивают, гомогенизируют и стабилизируют [патент РФ № 2461205, МПК А23С 11/00. Опубл. 20.09.2012, Бюл. № 33].
Недостатками известного способа являются сложность и многостадийность технологического процесса, необходимость первичного отделения скорлупы, а также наличие в составе напитка горьких веществ, экстрагируемых из скорлупы.
Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является способ получения кедрового молока путем измельчения кедрового ореха до однородно окрашенной массы и экстрагированием водой при соотношении орех:вода 1:(3-10) с добавлением пектина при перемешивании 1-2 минуты. Экстракт фильтруют. Фильтрат очищают отстаиванием на холоду при температуре около 5°С 3-12 часов или центрифугированием. Гомогенизируют и обрабатывают в низкотемпературном режиме не более 30°С 20 минут (прототип) [патент РФ № 2311037, МПК А23С 11/00. Опубл. 27.11.2007, Бюл. № 33].
Недостатки прототипа: сложность и многостадийность технологического процесса получения напитка, значительная длительность его отстаивания при охлаждении до 5°С, необходимость дополнительного введения пектина для стабилизации. Кроме того, полученный продукт содержит не значительные количества полезных витаминов А, С, Е.
Общие признаки прототипа и заявляемого изобретения: использование в качестве одного из основных компонентов напитка очищенных ядер кедрового ореха, измельчение с одновременным экстрагированием сырья.
Заявляемое изобретение позволяет устранить основные недостатки прототипа: введение в состав композиции кедрового молочка измельченных ягод клюквы и брусники путем их совместного кавитационного диспергирования в воде позволит одновременно обогатить получаемый напиток полезными веществами ягод и орехов, извлечь в состав напитка из ягод природные консерванты – бензойную, лимонную и сорбиновую кислоты и пектин ягод для стабилизации напитка. Также проведение процесса кавитационной обработки в одну стадию позволит получить стабильную дисперсию напитка и сократить затраты на его производство. Для улучшения вкуса в состав заявляемого напитка добавляют сахар.
Сущность изобретения заключается в том, что разработан состав ягодно-орехового напитка, стоящий из следующих компонентов, в расчете на 100 масс. ч. напитка:
ягоды клюквы или брусники – 13,5;
ядра кедрового ореха – 11,5;
сахар – 5,5;
вода – остальное.
Способ получения ягодно-орехового напитка состоит в кавитационной обработке смеси компонентов с водой при температуре 50–70°С в течение 30–60 минут с последующим асептическим розливом и укупориванием продукта.
Осуществление изобретения достигается следующим образом.
Пример 1. Получение ягодно-орехового напитка с ягодами клюквы. В качестве исходного сырья использовали свежие или свежемороженные ягоды клюквы и ядра кедрового ореха.
В емкость кавитационного диспергатора наливают воду и добавляют ягоды клюквы и очищенные ядра кедровых орехов в следующих количествах в расчете на 100 масс. ч. напитка:
ягоды клюквы – 13,5;
ядра кедрового ореха – 11,5;
сахар – 5,5;
вода – остальное.
Далее смесь компонентов с водой подвергают кавитационной обработке при температуре 50–70°С в течение 30–60 минут с последующим асептическим розливом и укупориванием продукта.
Пример 2 проведен в условиях, аналогичных примеру 1, но с использованием ягод брусники.
В таблице 1 приведен химический состав полученных напитков на основе ягод клюквы или брусники и ядер кедрового ореха.
Таблица 1Характеристика химического состава ягодно-орехового напитка
Определяемый показатель
Концентрация
Напиток на основе ягод клюквы (50°С, 30 мин)
Напиток на основе ягод клюквы (70°С, 60 мин)
Напиток на основе ягод брусники (50°С, 30 мин)
Напиток на основе ягод брусники (70°С, 60 мин)
Белок, г/л
3,3
4,0
3,5
3,9
Глюкоза, ммоль/л
9,3
9,5
9,4
9,6
Триглицериды, ммоль/л
3,1
3,4
3,3
3,5
Витамин С, мг/100 мл
64,7
70,4
65,4
70,5
Кальций, ммоль/л
0,51
0,60
0,52
0,60
Таким образом, по изучаемым характеристикам ягодно-ореховый напиток демонстрирует высокое содержание витамина С, белка, глюкозы (следует отметить, что содержание сахара в продукте можно регулировать путем изменения рецептуры напитка). Кроме того, исследуемый напиток содержит значительное количество кальция.
Бактериологическое исследование продукта проводилось непосредственно в день приготовления, на второй, пятый день и через 3 недели. Хранение ягодно-орехового напитка осуществлялось в бытовом холодильнике при температуре +2 - +4°С. Данные микробиологического исследования представлены в таблице 2. Выявлено, что на протяжении всего периода исследования продукт оставался стерильным, что подтверждает бактерицидный эффект кавитационной обработки, реализуемый за счет резкого перепада давления, разрушающего стенку бактерий (механизм баротравмы) и позволяющего при сравнительно низкой температуре добиться стерильности продукта.
Таблица 2Результаты микробиологического исследования ягодно-орехового напитка
Определяемые показатели
Дата исследования
10.06.2013
11.06.2013
14.06.2013
01.07.2013
КМАФАнМ
0
0
0
0
БГКП (колиформы)
Не обнаружены
Не обнаружены
Не обнаружены
Не обнаружены
Staphylococcus aureus
Не обнаружены
Не обнаружены
Не обнаружены
Не обнаружены
Патогенные, в т.ч. сальмонеллы
Не обнаружены
Не обнаружены
Не обнаружены
Не обнаружены
Примечание: КМАФАнМ - (общее микробное число) – количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов; БГКП – бактерии группы кишечных палочек.
Таким образом, по результатам микробиологического исследования ягодно-ореховый напиток соответствует п. 9.16.20 (1) Перечня товаров Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требований к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору, СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».
Для определения эффективности применения полученного функционального напитка проведено исследование. В исследовании приняли участие 30 практически здоровых добровольцев, которые в течение 30 дней ежедневно употребляли в пищу 200 мл свежеприготовленного ягодно-орехового напитка.
Критериями включения в исследование являлись: подписанное информированное согласие; возраст от 18 до 60 лет; отсутствие клинически значимых сопутствующих заболеваний и состояний, способных повлиять на приверженность обследуемого к рекомендациям исследователя. Критерии исключения - нежелание респондента продолжать участие в исследовании; заболевания желудочно-кишечного тракта, глистные инвазии. Средний возраст участников составил 32,7±1,9 лет, преобладали женщины (n=25) по сравнению с мужчинами (n=5). Основные клинические характеристики респондентов представлены в таблице 3.
Таким образом, участники исследования имели нормальные показатели АД, ЧСС, индекс массы тела. Отмечается, что практически треть респондентов принимали постоянно и/или эпизодически лекарственные препараты.
В течение периода наблюдения исходно, через 2 недели приема ягодно-орехового напитка и в конечной точке оценивался соматический статус, проводилась электрокардиография, анализировалась переносимость употребляемого продукта, кроме того, респонденты оценивали органолептические свойства ягодно-орехового напитка.
Таблица 3Клиническая характеристика добровольцев, принявших участие в исследовании
Показатель
Значение
Артериальное давление (АД) систолическое, мм рт.ст.
115,1±2,2
Артериальное давление (АД) диастолическое, мм рт.ст.
73,8±2,5
Частота сердечных сокращений (ЧСС), в мин
68,4±3,0
Индекс массы тела (ИМТ), кг/м<sup>2</sup>
25,6±0,8
Курение, %
3
Прием лекарственных препаратов, %
27
Наличие хронических заболеваний в анамнезе, %
13
В таблице 4 представлены обследования, которые проводились участникам в процессе исследования.
Таблица 4Показатели и график проведения исследований у участников исследования
Показатель
Контрольные точки исследования*
До начала приема напитка
15 дней
30 дней
Объективный статус
Х
Х
Х
ЭКГ
Х
-
Х
Липидный спектр крови
Х
-
Х
Исследование витаминов в крови
Х
Х
Х
Исследование гидропероксида липидов крови
Х
Х
Х
Были изучены биохимические показатели липидного спектра крови: холестерин, триглицериды, ЛПВП, ЛПНП, коэффициент атерогенности. Следует отметить, что все исследуемые показатели были в пределах нормальных значений, тем не менее были зарегистрированы положительные изменения их липидного статуса (табл. 5).
Таблица 5Характеристика динамики липидного спектра у здоровых добровольцев при употреблении в пищу ягодно-орехового напитка
Показатель
Исходно
Через 4 недели(конечная точка)*
Холестерин, ммоль/л
5,1±0,85
4,7±0,84
Триглицериды, ммоль/л
1,38±0,95
1,42±1,16
ЛПВП, ммоль/л
1,46±0,44
1,39±0,37
ЛПНП, ммоль/л
3,03±0,62
2,71±0,68
Коэффициентатерогенности
2,78±1,31
2,73±1,10
Примечание: ЛПВП – липопротеины высокой плотности; ЛПНП – липопротеины низкой плотности; *- р < 0,005 по сравнению с исходным показателем.
При анализе содержания липидов в сыворотке крови было выявлено, что на фоне применения ягодно-орехового напитка достоверно снижается уровень общего холестерина и ЛПНП уже через 4 недели употребления продукта.
Таким образом, атерогенный эффект при употреблении в пищу ягодно-орехового напитка, вероятно, обусловлен высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот в кедровых орехах. В этой связи употребление ягодно-орехового напитка возможно рекомендовать лицам с гиперхолестеринемией, и имеющим высокий риск сердечно-сосудистых заболеваний в качестве профилактики.
Далее изучалось воздействие применения ягодно-орехового напитка на показатели витаминного и антиоксидантного статуса. Так, витамин Е, витамин А и аскорбиновая кислота (витамин С) являются наиболее известными антиоксидантами.
По результатам проведенного исследования у респондентов при ежедневном применении ягодно-орехового напитка наблюдалось уже через 2 недели достоверное повышение уровня витаминов А и Е в плазме крови, витамина С - к концу периода наблюдения (табл. 6). При этом показатели оксидативного стресса – гидропероксиды липидов достоверно снижались по сравнению с исходными показателями.
Таблица 6Характеристика динамики содержания витаминов в сыворотке крови и антиоксидантного статуса у здоровых добровольцев при употреблении в пищу ягодно-орехового напитка
Показатель
Исходно
Через 2 недели
Через 4 недели(конечная точка)
Ретинол(витамин А)
5,70±0,5
7,24±0,5*
7,79±0,5*
-СЕНС (метаболит витамина Е)
1381,9±165,2
1093,1±142,4*
1059,1±137,4
Витамин С
8,71±1,4
12,99±2,4
15,10±2,6*
Антиоксидант
1,23±0,14
1,02±0,02
1,15±0,1
Гидропероксидылипидов
2,12±0,04
1,98±0,01*
2,0±0,01*<sup>,</sup>**
Примечание: * - р<0,05 по сравнению с исходным показателем; ** - р<0,05 по сравнению с точкой "через 2 недели".
Таким образом, прием в пищу исследуемого ягодно-орехового напитка позволяет усилить антиоксидантную защиту организма, в целом нивелируя действие агрессивных факторов окружающей среды, что особенно актуально для жителей Северных регионов.
Технический результат: получение нового функционального ягодно-орехового напитка, сочетающего в себе полезные свойства ягод и ядер кедрового ореха.