Концентрат для приготовления функционального напитка
CONCENTRATE FOR FUNCTIONAL BEVERAGE PREPARATION

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству концентратов безалкогольных напитков.
Современная концепция жизнеобеспечения человека в условиях неблагоприятной экологической обстановки и стрессовых ситуациях выдвигает новые требования к организации системы питания. В настоящее время достаточно актуальна новая система функционального питания, которая признана во всем мире. Функциональные продукты - это пищевые продукты, которые наделены дополнительными функциями (такими как укрепление здоровья, улучшение фигуры или профилактика заболеваний) за счет добавления дополнительных или новых компонентов к обычным продуктам питания [Roberfroid, М.В. Global view on functional foods: European perspectives / M.B. Roberfroid // British J. Nutrition. - 2002. - Vol. 88. - N 2. - P. 133-138]. К функциональным продуктам питания относятся энергетические батончики, напитки, каши, печенье, супы и т.п., обогащенные витаминами, минералами или экстрактами.
Известен концентрат растительный, содержащий экстрактивные вещества растительного сырья - купажную смесь, включающую экстрактивные вещества корня бадана, плодов шиповника, травы крапивы, травы эстрагона, экстракта из травы эхинацеи, настоя из мускатного ореха, сухие вещества меда, биологически активную добавку «Таурин», углеводосодержащую добавку - сахар-песок и патоку мальтозную, органическую кислоту - кислоту лимонную (Патент RU № 2269278, A23L 2/385, A23L 2/52, опубл. 2006 г.).
Недостатком настоящего изобретения является то, что концентрат содержит только растительные компоненты и не содержит коллаген.
Известен концентрат растительный, содержащий экстрактивные вещества растительного сырья, углеводосодержащую добавку, органическую кислоту, питьевую воду и витаминно-минеральный комплекс. В качестве экстрактивных веществ растительного сырья используют экстракт, полученный из плодов черемухи, травы хвоща полевого, цветков ромашки, корневища и корня девясила, шишек хмеля, концентрированного яблочного сока, концентрата квасного сусла, экстракта эхинацеи, биологически активной добавки "Долюцар" и настойки прополиса. В качестве углеводосодержащей добавки используют сахар-песок в сочетании с солью поваренной, витаминно-минеральным комплексом и лимонной кислотой (Патент RU № 2265384, A23L 2/385, опубл. 2005 г.).
Недостаток данного изобретения в том, что, как и предыдущий, концентрат состоит преимущественно из растительных компонентов без добавления коллагена.
Известен концентрат для напитка, содержащий высушенный целевой продукт в виде БАД «Эубикор», желеобразующие добавки, вкусовые добавки и/или ароматизирующие добавки (Патент RU № 2556909, A23L 1/30, A23L 2/39, A23L 2/52,C12N 1/18, опубл. 2015 г.).
Концентрат используется в качестве дополнительного источника пищевых волокон и витаминов, но он не обладает хондропротекторным действием.
Известны питательные напитки, включающие гидролизованный коллаген, белок молочной сыворотки, фруктовые и растительные отдушки в различных соотношениях (Заявка № 2014113053 от 03.04.2014).
Недостатком таких напитков является низкое содержание в них растворимого коллагена.
Наиболее близким к заявляемому является концентрат растительный для функционального напитка, включающий растительное сырье, подсластитель, органическую кислоту, пасту томатную, соль поваренную и воду питьевую. В качестве растительного сырья содержит сухой концентрат зеленого чая, в качестве органической кислоты - лимонную кислоту, в качестве подсластителя - мед пчелиный. Дополнительно содержит экстрактивные вещества морских гидробионтов - сухой ферментативный аминокислотный гидролизат рыбы «СФАГ-2», масло льняное, крахмал картофельный, настой корня левзеи сафлоровидной, настой эстрагона и натрий бензоат (Патент RU № 2385660, A23L 2/385, A23L 1/30, опубл. 2010 г.).
Недостатком данного концентрата является то, что продукт имеет запах и вкус, свойственный гидролизату рыбы, что ограничивает круг потребителей, содержание липидов снижает сроки хранения, продукт не обладает хондропротекторным действием.
Задача предлагаемого изобретения заключается в получении концентрата для приготовления функционального напитка, обладающего оздоровительным действием на организм человека, и высокими органолептическими характеристиками.
Концентрат для приготовления функционального напитка, содержащий экстрактивные вещества морских гидробионтов, растительное сырье, подсластитель, органическую кислоту, согласно изобретению в качестве экстрактивных веществ морских гидробионтов содержит сухой коллагенсодержащий комплекс, полученный из тканей гидробионтов, в качестве растительного сырья - сухой экстракт плодов облепихи/или шиповника/или черники, в качестве подсластителя - фруктозу и глюкозу, в качестве органической кислоты - аскорбиновую кислоту, дополнительно в качестве стабилизатора коллоидной системы содержит альгинат натрия, при этом компоненты берут в следующем соотношении, % мас.:
коллагенсодержащий комплекс
56,0
сухой экстракт плодов шиповника/черники/облепихи
9,3
фруктоза
23,0
глюкоза
9,3
альгинат натрия
1,5
аскорбиновая кислота
0,9
Технический результат изобретения - получение концентрата для приготовления функционального напитка, обладающего оздоровительным действием на организм человека. Достигается за счет хондропротекторных свойств, содержащихся в коллагенсодержащем комплексе гексозаминов, полученном из тканей морских гидробионтов. Высокие органолептические характеристики обеспечиваются вкусоароматическими компонентами растительного происхождения, а также коллагенсодержащим комплексом, который обладает нейтральным вкусом и ароматом, не имея рыбного привкуса.
Биологическое действие получаемого концентрата реализуется составом, включающим растворимую форму коллагена из различных видов гидробионтов: голотурий (трепанг Apostichopus japonicus, кукумария Cucumaria japonica) и медузы (Rhopilema).
Использование в продуктах коллагена морского происхождения по сравнению с коллагеном сельскохозяйственных животных, обладает рядом преимуществ. Во-первых, препараты коллагена, полученного из сельскохозяйственных животных, могут содержать и передавать различные заболевания человеку, например коровье бешенство или птичий грипп. Коллаген из морских животных не имеет таких побочных действий, и случаев передачи каких-либо инфекций от них к человеку не зафиксировано. Во-вторых, коллаген наземных животных заметно уступает морскому коллагену по структуре и составу.
Так, белок медузы представлен биологически ценным коллагеном - желатиноподобным протеином, основной органической составляющей соединительной ткани и органическим компонентом костей, что подтверждается эффективностью действия при лечении артритов. Между коллагеновыми и эластиновыми волокнами по матриксу мезоглеи располагаются биологически активные фибробласты - клетки, продуцирующие коллагеновые волокна в местах их повреждений. По данным исследований белок медузы хорошо сбалансирован по аминокислотному составу, который содержит все жизненно необходимые эссенциальные аминокислоты, а также широкий набор свободных аминокислот, благотворно влияющих на метаболические процессы в организме, что характеризует биологическую и пищевую полноценность продуктов из тихоокеанских желетелых [Андреев С.М. Коллаген: структура и функции. - Косметика и медицина. - 2001. - №6. - С. 4-10. Антипова Л.В., Глотова И.А. Получение и свойства коллагеновых субстанций из животных тканей. - Биотехнология. - 1999. - №5. - С. 47-54].
Растворимый коллагенсодержащий комплекс из гидробионтов получают по известной технологии (Siddiqui Y.D, Arief Е.М, Yusoff А, Suzina А.Н, Abdullah S.Y. Isolation of pepsin-solubilized collagen (psc) from crude collagen extracted from body wall of sea cucumber (bohadschia spp) // International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. - 2013. - Vol 5. - Suppl 2. - P. 555-559).
Для этого измельчают свежемороженую мышечную ткань гидробионтов: трепанга, или кукумарии, или медузы, смешивают с водой в соотношении 1:3-1:10, перемешивают в течение 1 ч, центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин, образовавшуюся жидкость сливают, а осадок промывают еще 1 раз при тех же условиях. После второй промывки водой экстракт центрифугируют, осадок растворяют в 4 мМ ЭДТА Na соли 0,1 М трис - НСl буфере рН 8,0 в соотношении 1:3-1:10 и оставляют на перемешивании на 2 суток. Все процедуры проводят при температуре 2-6°С. Затем экстракт центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин. Осадок затем смешивают с водой и вновь отмывают на два раза.
Оставшийся после последней отмывки осадок смешивают с водой в соотношении 1:1-1:2 и проводят ферментативный гидролиз при температуре 37°С рН 8,0 с применением ферментного препарата протамекс в концентрации 1% от веса осадка в течение 2-3 ч. По завершении процесса ферментолиза смесь нагревают до температуры 70-80°С и выдерживают 15-20 мин для инактивации ферментного препарата. Полученный ферментолизат остужают до температуры 2-6°С и проводят диализ напротив воды в течение 3 суток, для отмывки от избытка морских солей, содержащейся в ткани гидробионтов, так как соль снижает органолептические качества напитков, в которых предполагается использовать полученный коллаген. Отмытый от солей ферментолизат направляют на сублимационную сушку или сушку иного типа при температуре конечного продукта не выше 45°С и остаточной влажности сухого продукта не более 12%. Сухой продукт измельчают до порошкообразного состояния. Полученный коллагенсодержащий комплекс характеризуется следующим составом, представленным в табл.1.
Кроме коллагенсодержащего комплекса, в состав концентратов для приготовления функциональных напитков включают аскорбиновую кислоту (витамин С), альгинат натрия для обеспечения стабильности структуры напитка, а также вкусоароматические компоненты растительного происхождения.
Витамин С в организме человека не синтезируется. Генетики предполагают, что человек в процессе эволюции около 25 млн лет назад утратил способность к синтезу витамина С [Громова О. Витамин С (обзор) // Научно-практический журнал «Эстетическая медицина» том VI. - №1. - 2007]. Витамин С поступает в организм человека с пищей и принимает участие в большом числе химических процессов, а в некоторых - играет ключевую роль. С точки зрения эстетической медицины важным свойством витамина С является его уникальная способность потенцировать образование мукополисахаридов соединительной ткани (гиалуроновую и хондроитинсерную кислоты).
Недостаток витамина С тормозит гидроксилирование пролина и лизина и поэтому является причиной таких тяжелых заболеваний, как цинга, ревматоидный артрит, остеоартроз, склеродермия и ряда других не менее тяжелых и эстетически проблемных заболеваний [Девис М., Остин Дж., Патридж Д. Витамин С: химия и биохимия: Пер. с англ. М.: Медицина, 1999].
Альгинат натрия в напитках обеспечивает стабилизацию коллоидной системы напитков. Являясь полисахаридом натурального происхождения, альгинат натрия состоит из остатков L-гулуроновой и D-маннуроновых кислот. Порошок этого вещества имеет кремовый или светло-коричневый цвет. Он хорошо удерживает влагу и легко растворяется в воде. Его основное применение связано со способностью образовывать гели [http://fb.ru/article/39258/alginat-natriya-svoystva-i-primenenie].
В качестве вкусоароматических добавок использовали натуральные растительные компоненты, такие как сухие экстракты плодов шиповника, черники, облепихи.
Рецептура концентрата для приготовления функционального напитка с коллагенсодержащим комплексом из гидробионтов представлена в таблице 2.
Все входящие в состав компоненты соответствуют следующим нормативным документам:
- сухой экстракт плодов облепихи ТУ 9168-007-31474708-08;
- сухой экстракт плодов черники ТУ 9168-007-31474708-08;
- сухой экстракт плодов шиповника ТУ 9168-007-31474708-08;
- глюкоза моногидрат ГОСТ 975-88;
- фруктоза кристаллическая ТУ 9110-007-35937677-97;
- альгинат натрия ТУ 9284-169-00472012-08.
Примеры конкретного выполнения
Пример 1. Концентрат для приготовления функционального напитка с коллагенсодержащим комплексом из трепанга
Свежевыловленный трепанг разделывают на внутренности и кожно-мускульный мешок, который промывают проточной водой, избавляясь от грязи и ила, измельчают до однородного состояния на волчке или мясорубке с диаметром отверстий решетки 2,0 мм. Далее 1 кг измельченной ткани мускульного мешка трепанги смешивают с водой в соотношении 1:10 и перемешивают при температуре 2-6°С. Смесь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин. Осадок вновь смешивают с водой в соотношении 1:10 и перемешивают в течение 1 ч. Смесь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин, осадок смешивают с трис-HCl буфером рН 8,0, содержащим 4 мМ ЭДТА-Na соли в соотношении 1:10, и перемешивают в течение трех суток при температуре 2-6°С. Далее смесь вновь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин, осадок промывают в десятикратном объеме воды дважды. Оставшийся после последней отмывки осадок смешивают с водой в соотношении 1: 2, доводят рН экстракта до 8,0 с помощью 0,1 М раствора едкого натра. Затем проводят ферментативный гидролиз, добавляя в смесь 100 мл раствора протамекса с протеолитической активностью 300 Е/г концентрацией 0,05 г/мл. Смесь выдерживают при температуре 37°С в течение 2 часов. Затем смесь нагревают до температуры 80°С и выдерживают 15 мин для инактивации фермента. Ферментолизат диализируют напротив воды в течение 3 суток при температуре 2-6°С, периодически меняя воду. Далее ферментолизат направляют на сублимационную сушку до температуры конечного продукта не выше 45°С и остаточной влажности сухого продукта не более 10%. Сухой продукт измельчают до порошкообразного состояния. Порошок содержит: общий белок - 58,7 (в том числе водорастворимый - 39,3% и коллагена - 30,8%), гексозаминов - 21,7%, углеводов - 7,6%, минеральных веществ - 2,5%, воды - 9,5%.
Концентрат для приготовления напитка готовят в соответствии с рецептурой, для этого компоненты смешивают в соотношении (%):
Коллагенсодержащий комплекс трепанга
56
Сухой экстракт плодов шиповника
9,3
Фруктоза
23
Глюкоза
9,3
Альгинат натрия
1,5
Аскорбиновая кислота
0,9
Концентрат представляет собой порошок, легкорастворимый в воде, содержание биологически значимых компонентов в концентрате составляет, %: гексозаминов 12,2; коллагена 17,3.
Пример 2 Концентрат для приготовления функционального напитка с коллагенсодержащим комплексом из кукумарии
Свежевыловленную кукумарию разделывают на внутренности и кожно-мускульный мешок, который промывают проточной водой, избавляясь от грязи и ила, измельчают до однородного состояния на волчке или мясорубке с диаметром отверстий решетки 2,0 мм. Далее 1 кг измельченной ткани мускульного мешка кукумарии смешивают с водой в соотношении 1:10 и перемешивают при температуре 2-6°С. Смесь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин. Осадок вновь смешивают с водой в соотношении 1:10 и перемешивают в течение 1 ч. Смесь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин, осадок смешивают с трис-HCl буфером рН 8,0, содержащим 4 мМ ЭДТА-Na соли в соотношении 1:10, и перемешивают в течение трех суток при температуре 2-6°С. Далее смесь вновь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин, осадок промывают в десятикратном объеме воды дважды. Оставшийся после последней отмывки осадок смешивают с водой в соотношении 1:2, доводят рН экстракта до 8,0 с помощью 0,1 М раствора едкого натра. Затем проводят ферментативный гидролиз, добавляя в смесь 100 мл раствора протамекса с протеолитической активностью 300 Е/г концентрацией 0,05 г/мл. Смесь выдерживают при температуре 37°С 2,5 часа. Затем смесь нагревают до температуры 70°С и выдерживают 20 мин для инактивации фермента. Ферментолизат диализируют напротив воды в течение 3 суток при температуре 2-6°С, периодически меняя воду. Далее ферментолизат направляют на сублимационную сушку до температуры конечного продукта не выше 45°С и остаточной влажности сухого продукта не более 10%. Сухой продукт измельчают до порошкообразного состояния. Порошок содержит: общий белок - 55,4% (в том числе водорастворимого - 41,8%, коллагена - 21,0%), гексозаминов - 18,6%, углеводов - 14,2%, минеральных веществ - 3,4%, воды - 8,4%.
Концентрат для приготовления напитка готовят в соответствии с рецептурой, для этого компоненты смешивают в соотношении (%):
Коллагенсодержащий комплекс кукумарии
56
Сухой экстракт плодов черники
9,3
Фруктоза
23
Глюкоза
9,3
Альгинат натрия
1,5
Аскорбиновая кислота
0,9
Концентрат представляет собой порошок, легкорастворимый в воде, содержание биологически значимых компонентов в концентрате составляет, %: гексозаминов 10,4; коллагена 11,8.
Пример 3 Концентрат для приготовления функционального напитка с коллагенсодержащим комплексом из медузы.
Мороженую медузу оттаивают до температуры от 0 до минус 2°С внутри блока материала и после промывания направляют на разделку.
Медузу-сырец промывают от посторонних примесей чистой проточной питьевой водой температурой не выше 15°С. Промытую медузу направляют на разделку. Разделку медузы осуществляют вручную следующим образом: у медузы отрезают купол и ропалии (щупальца). Купол медузы надрезают вдоль и удаляют внутренности. Крупный купол разрезают на куски размером не более 5×5×7 см. Купол и/или куски купола и ропалии направляют на мойку. Купол и/или куски купола, ропалии, по отдельности каждый вид сырья помещают в деревянную или пластмассовую тару, выстланную полиэтиленовой пленкой, и промывают 3-кратно от загрязнений струей питьевой воды. После стекания воды продукт направляют на измельчение.
Сырье (в т.ч. размороженное) измельчают на электрической мясорубке с диаметром отверстия 2-4 мм.
1 кг измельченной ткани медузы смешивают с водой в соотношении 1:2 и перемешивают при температуре 2-6°С. Смесь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин. Осадок вновь смешивают с водой в соотношении 1:2 и перемешивают в течение 1 ч. Смесь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин, осадок смешивают с трис-HCl буфером рН 8,0, содержащим 4 мМ ЭДТА-Na соли в соотношении 1:2, и перемешивают в течение трех суток при температуре 2-6°С. Далее смесь вновь центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин, осадок промывают в десятикратном объеме воды дважды. Оставшийся после последней отмывки осадок смешивают с водой в соотношении 1:1, доводят рН экстракта до 8,0 с помощью 0,1 М раствора едкого натра. Затем проводят ферментативный гидролиз, добавляя в смесь 100 мл раствора протамекса с протеолитической активностью 300 Е/г концентрацией 0,05 г/мл. Смесь выдерживают при температуре 37°С в течение 2,5 ч. Затем смесь нагревают до температуры 70°С и выдерживают 20 мин для инактивации фермента. Ферментолизат диализируют напротив воды в течение 3 суток при температуре 2-6°С, периодически меняя воду. Далее ферментолизат направляют на сублимационную сушку до температуры конечного продукта не выше 45°С и остаточной влажности сухого продукта не более 10%. Сухой продукт измельчают до порошкообразного состояния. Порошок содержит: общий белок - 75,0% (в том числе водорастворимого 74,2,0 - %, коллагена 65,0 - %), гексозаминов - 15,3%, углеводов - 1,1%, минеральных веществ - 2,3, воды - 6,3%.
Концентрат для приготовления напитка готовят в соответствии с рецептурой, для этого компоненты смешивают в соотношении (%):
Коллагенсодержащий комплекс медузы
56
Сухой экстракт плодов облепихи
9,3
Фруктоза
23
Глюкоза
9,3
Альгинат натрия
1,5
Аскорбиновая кислота
0,9
Концентрат представляет собой порошок, легкорастворимый в воде, содержание биологически значимых компонентов в концентрате составляет, %: гексозаминов - 8,6; коллагена - 36,5.
Для приготовления функционального напитка полученный концентрат смешивают с водой в соотношении 117 г на 1 л воды. При таком соотношении ингредиентов напиток имеет приятный кисло-сладкий вкус. В послевкусии легкий оттенок солености.
Изобретение позволяет расширить ассортимент функционального концентрированного продукта с оздоровительным действием на организм человека за счет содержания водорастворимого коллагена, обладающего хондропротекторным действием.