Способ получения органического напитка для питания учащихся и студентов и органический напиток, полученный этим способом
METHOD FOR OBTAINING AN ORGANIC DRINK FOR THE NUTRITION OF PUPILS AND STUDENTS AND AN ORGANIC DRINK OBTAINED BY THIS METHOD

1. Область техники к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к молочной промышленности, в частности к органическим напиткам на основе молока.
2. Актуальность темы изобретения
Распоряжением Правительства Российской Федерации от 29 июня 2016 года №1364-р утверждена «Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года», согласно которой установлено приоритетное развитие научных исследований в области питания населения, в том числе в области профилактики наиболее распространенных неинфекционных заболеваний и разработки инновационных технологий глубокой переработки сельскохозяйственного сырья для получения новых видов специализированной, функциональной, обогащенной, органической пищевой продукции. Что позволит снизить удельный вес пищевой продукции находящейся в обращении с низкими потребительскими свойствами, способной привести к снижению качества жизни и развития ряда заболеваний населения. Создать условия для производства и потребления инновационной пищевой продукции с потребительскими свойствами отвечающих потребностям индивидуального организма при сохранении уровня ее доступности для населения, в частности для питания школьников и студентов. По данным исследований в рационе питания этой категории населения диагностируется недостаточная обеспеченность организма многими витаминами С, Е, группы В, бета каротином, а также макро- и микроэлементами (кальцием, магнием, йодом, селеном, цинком, медью).
Если стандартные рационы, составленные из традиционных продуктов питания и вполне достаточные по калорийности, не могут полностью обеспечить потребности организма во всех необходимых витаминах и минеральных веществах, то одним из способов решения обозначенных проблем считается введение в рацион питания продуктов функционального питания, содержащих дефицитные нутриенты, соответствующие потребностям организма по времени суток и нагрузкам.
Органические функциональные продукты питания - это не биологически активные добавки, не лекарства, а продовольственные товары, которые полезно ежедневно включать в рацион для поддержания и восстановления организма Такие продукты содержат нутриенты, которые при потреблении оказывают больший положительный эффект на здоровье, чем традиционные продукты питания, или снижают риск возникновения какого-либо заболевания.
Проблема может быть решена через комплексную программу создания органических функциональных продуктов питания из местного сырья, с низкой стоимостью, богатых витаминами, минералами, пищевыми волокнами и их адаптации в практику бесплатного питания школьников и студентов в рамках программ государственного, областного, районного уровней.
3. Уровень техники
Согласно современным представлениям о здоровом питании молоко содержит все необходимое элементы для питания человека. Изготовление органических напитков на основе молока, безусловно, целесообразно, так как при переработке молока на сыр и творог отделяется сыворотка, которая содержит более 5о% пищевых веществ молока, в том числе белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов.
Известны напитки из творожной сыворотки. Однако специфический сывороточный привкус не способствуют успешности внедрения всего многообразия этих проектов. Проявление этого привкуса, присущего традиционной творожной сыворотке, фиксируется до заметного повышения кислотности молока при заквашивании. Только исключив этап ферментации до отделения сыворотки можно получить качественную основу напитка.
Например, известен способ отделения фазы истинного раствора полидисперсной системы молока патент №2 662 956, молочную смесь с содержанием массовой доли жира 10 - 30% нагревают, гомогенизируют, замораживают, замороженную смесь дефростируют, отделяют фазу истинного раствора.
Наиболее близким аналогом принятым за прототип является патент RU 2 685 860 С1 «Способ получения органического напитка и напиток, полученный этим способом». Способ включает стадии: молоко отборное, гомогенизированное, с массовой долей жира около 3,5%, с массовой долей белка около 3% нагревают до температуры 80 - 90°С, молочную сыворотку кислотностью около 4,32 - 3,5 единиц рН, нагревают до температуры 80 - 90°С, смешивают молоко и сыворотку в соотношении от около 80:20 до 70:30, предпочтительно около 80:20 и перемешивают до отделения белкового концентрата, сцеживают сыворотку с содержанием лактозы в количестве около 4 - 4,7 мас. %, с содержанием белка в количестве около 0,2 - 0,8 мас. %, с содержанием жира в количестве около 0,1 - 0,2 мас. %,кислотностью 5,3 - 5,6 единиц рН, вносят в сыворотку ягоды красной смородины, черной смородины, облепихи, клюквы отдельно или в смеси, пастеризованные, диспергированные, отфильтрованные от семян, в количестве около 3,0 - 6,0 мас. %, предпочтительно красную смородину до достижения кислотности смеси 4,32 - 4,75 единиц рН, предпочтительно около 4,5 - 4,75 единиц рН, вносят в смесь свеклу, пастеризованную, диспергированную, в количестве 10.0 - 15,0 мас. %, предпочтительно 13,0 мас. %, вносят в смесь морковь, пастеризованную, диспергированную, в количестве 6,0 - 8,0 мас. %, предпочтительно 7,0 мас. %, вносят в смесь фруктозу, мед, сахар отдельно или в любой пропорции в количестве 2,0 - 8,0 мас. %, предпочтительно фруктозу в количестве 2,0 мас. %, диспергируют, пастеризуют смесь, охлаждают до температуры хранения 2-4°С.
Однако биологическая ценность этого продукта может быть увеличена комплексным обогащением нутриентами растительного сырья и ферментации молочной сыворотки до высокого содержания биологически активных метаболитов микроорганизмов флоры организма человека.
Необходим инновационный пищевой продукт для перекусов снимающий жажду, чувство голода, препятствующего утомляемости, вызывающий чувство бодрости, нормализующий функционирование желудочно-кишечного тракта, позволяющий регулировать уровень сахара и холестерина в крови, способствующего похудению. Продукт способствующий кроветворению. Воздействие различных факторов как загрязнение окружающей среды, курение, ультрафиолет, не качественное питание, стрессы вызывают образование свободных радикалов. Для нейтрализации губительного окисления необходимы антиоксиданты, при этом органолептические свойства продукта - вкус, аромат, консистенция, должны быть привлекательными, продукт предназначен для молодежи, учащихся общеобразовательных учреждений и студентов.
4. Описание сущности изобретения
Изобретения заключается в получении инновационного пищевого продукта для перекусов, снимающий жажду, чувство голода, препятствующего утомляемости, вызывающий чувство бодрости, нормализующий функционирование желудочно-кишечного тракта, позволяющий регулировать уровень сахара и холестерина в крови, способствующего похудению. Продукт, способствующий кроветворению. Воздействие различных факторов как загрязнение окружающей среды, курение, ультрафиолет, не качественное питание, стрессы вызывают образование свободных радикалов. Для нейтрализации губительного окисления применены антиоксиданты. Технический результат изобретения заключается в получении инновационного органического продукта для перекусов с новыми свойствами привнесенными совместным действием растительных нутриентов и метаболитов ацидофильных бактерий (Lactobacillus acidophilus): кислосладкий вкус, чуть уловимый экзотический аромат, консистенция текучая, но и тянущаяся, цвет оранжевый, соответствующий цвету натуральных соков, привлекательных для молодежи.
Органический напиток производится способом, включающим стадии:
- нагревают молоко гомогенизированное, с массовой долей жира около 3,5%, с массовой долей белка около 3% до температуры 80 - 90°С,
- нагревают молочную сыворотку кислотностью около 4,32 - 3,5 единиц рН, до температуры 80 - 90°С,
- смешивают молоко и сыворотку в соотношении от около 80:20 до 70:30, предпочтительно около 80:20 и перемешивают до отделения белкового концентрата,
- сцеживают сыворотку с содержанием лактозы в количестве около 4 - 4,7 мас. %, с содержанием белка в количестве около 0,2 - 0,8 мас. %, с содержанием жира в количестве около 0,1 - 0,2 мас. %,кислотностью 5,3 - 6,25 единиц рН,
- охлаждают сыворотку до температуры 40°С,
- вносят в сыворотку 10% закваски ацидофильных бактерий (Lactobacillus acidophilus),
- ферментируют при температуре 40°С до кислотности 4,5-3,6 единиц рН.
- вносят в сыворотку свеклу столовую варенную, диспергированную, в количестве 10.0 - 15,0 мас. %, предпочтительно 13,0 мас. %,
- вносят в смесь дополнительно морковь варенную, диспергированную, в количестве 6,0 - 8,0 мас. %, предпочтительно 7,0 мас. %,
- вносят в смесь фруктозу, мед, сахар отдельно или в любой пропорции в количестве 2,0 - 10,0 мас. %.
- диспергируют, пастеризуют смесь, охлаждают до температуры хранения 2-4°С.
Способ, в котором после ферментации дополнительно вносят в сыворотку биологически активные плоды и/или растения пастеризованные, диспергированные, отфильтрованные от семян, в количестве около 3,0 - 6,0 мас. %.
Способ, в котором после ферментации дополнительно вносят поваренную пищевую соль в количестве 0,1 - 0,2 мас. %. Произведенный согласно способу органический напиток на основе молочной сыворотки содержит:
- углеводы в количестве около 6 - 15 мас. %,
- белки в количестве около 0,4 - 1,0 мас. %,
- жиры в количестве около 0,1 - 0,2 мас. %,
- пищевые волокна в количестве около 0,48 - 1,0 мас. %,
- витамины А и бета Каротин в количестве около 1,77 - 3,8 мг/100 г,
- витамин С в количестве около 1,1 - 3,1 мг/100 г,
- соли в количестве 0,1 - 0,2 мас. %.
Применение напитка холодным или нагретым до температуры 50-60°С для сохранения, поддержания и/или восстановления бодрости и работоспособности школьников и студентов во время учебных занятий.
Применение компонентов, их количества и режимов в указанных пределах определяется необходимостью достижения технического результата. Технический результат достигается тем, что органический напиток содержит сыворотку молока, полученную физическим методом отделения от белков и жиров, без применения ферментации молока. Для чего молочную сыворотку кислотностью около 3,7-4,1 единиц рН., предпочтительно 4,1 единиц рН., нагревают до температуры 80 - 90°С, смешивают и перемешивают с молоком в соотношении 20 - 30 частей сыворотки и 100 частей молока при температуре 80 - 90°С. При кислотности смеси 5,3 - 6,25 единиц рН наступает интенсивная коагуляция, то есть переход молока как коллоидной системы золя в гель, при которой мицеллы казеина слипаются, не отрываясь от жировых шариков. Продолжительность этой стадии зависит от интенсивности механического смешивания закисленной сыворотки с молоком, нарастания кислотности смеси и составляет 1-2 минут. Продолжительность стадии отделения и сцеживания сыворотки составляет около 3-5 минут, перемешивание ускоряет отделение свободной воды, а повышение температуры до 80°С способствует отделению гидратной воды связанной с казеином. Таким образом отделяется не ферментированная молочная сыворотка. В 100 грамм сыворотки содержится в виде истинного раствора макроэлементы: калий 125 мг., магний 6 мг., кальций 60 мг., натрий 6 мг., фосфор 40 мг., хлор 67 мг.; микроэлементы: алюминий 50 мкг., железо 0,1 мг., йод 8 мкг., кобальт 0,1 мкг., медь 4 мкг., молибден 12 мкг., цинк 0,5 мг.; витамины: ретинол 0,05 мг., В1 тиамин 0,03 мг., В2, рибофлавин 0,11 мг., В4, холин 14 мг., В5, пантотеновая 0,34 мг., В6, пиридоксин 0,12 мг., В9, фолаты 1 мкг., В12, кобаламин 0,29 мкг., С, аскорбиновая 0,5 мг., Е, альфа токоферол 0,03 мг., Н, биотин 2 мкг., РР, НЭ 0,14 мг., Ниацин 0,1 мг.; усвояемые углеводы: лактоза 4,0 г.
Вносят в сыворотку 10% закваски ацидофильных бактерий (Lactobacillus acidophilus), Ферментируют при температуре 40°С в течении 4-12 часов Продукты метаболизма живых бактерий накапливаются до достижения кислотности 4,5 - 3,6 единиц рН. Установленно, что продуцируемые ацидофильными микроорганизмами органические кислоты, витамины группы В и экзополисахариды, могут быть использованны для обогащения напитков. Пищевую ценность напитка создают нутриенты, перешедшие из молока с молочной сывороткой, а также привнесенные с овощами и фруктами.
Пищевая ценность органического напитка
Напиток включает пищевые волокна в количестве около 0,48 - 0,69 мас. %, Пищевые волокна содержатся в клеточных стенках и межклеточном пространстве фруктов, ягод и овощей, которые после диспергирования и пастеризации образованной смеси, в присутствии углеводов и кислой среды, обладают органолептической особенностью имитировать жировую составляющую в вкусовых рецепторах, создавая во рту при потреблении эффект наполненности, объемности продукта, что возникает за счет эффекта совместного присутствия в напитке растворимых и нерастворимых пищевых волокон и углеводов, обволакивающих вкусовые рецепторы.
Пищевые волокна необходимы для стабилизации обмена веществ, снижают содержание холестерина в организме, улучшают периферическое кровообращение, а так же перистальтику кишечника, обладают способностью очищать пищеварительный тракт от шлаков и вредных веществ, не нарушая бактериологического баланса организма. Обволакивающие и вяжущие свойства пищевых волокон благотворительно сказываются на состоянии слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Пищевые волокна свеклы, моркови и ягод, обволакивая стенки желудка и пищеварительного тракта, снимают раздражение, исчезает чувство голода.
Пищевые волокна 0,48 - 0,69 мас. %, При количестве овощей менее 10 мас %, пищевых волокон менее 0,48 мас. % консистенция жидкая, при количестве более 15 мас %, пищевых волокон более 0,69 мас. %, консистенция не приемлемо густая.
Напиток содержит фруктозу, мед, сахар отдельно или в любой пропорции в количестве 2,0 - 10,0 мас. %, предпочтительно фруктозу в количестве 2,0 мас. %.
Короткие углеводы сахара, фруктозы, меда 2,0 - 10,0 мас. % быстро усваиваются в кровь и вызывают прилив бодрости.
Напиток содержит углеводы молочной сыворотки 3,0 мас. %, свеклы 1,47 мас. %, моркови 0,65 мас. %. Длинные углеводы 5,12 мас. % медленно усваиваются и препятствуют утомляемости, обеспечивая питание мозга при напряженной умственной деятельности.
Напиток содержит сывороточные белки в количестве до 1,0 мас. %, предпочтительно 0,2 масс. %. Напиток содержит соль пищевую поваренную в количестве до 0,5 масс. %, предпочтительно 0,15 масс. %. Сывороточные белки быстро усваиваются и задерживают циркуляцию влаги из крови, так как аминокислоты входящие в состав сывороточных белков и присутствии соли удерживают, предотвращают уменьшение жидкости в плазме крови, что обеспечивает поддержания водно-солевого баланса организма в течении длительного времени.
Калорийность органического напитка из не ферментированной молочной сыворотки незначительная, привносится молочной сывороткой в количестве 16,1 ккал., свеклой в количестве 6,75 ккал., морковью в количестве 2,1 ккал., медом или фруктозой в количестве 0,65 ккал. В 100 граммах напитка содержится 25,75 ккал., что составляет 1,52% от дневной нормы взрослого человека, регулярное потребление напитка способствует похудению.
Напиток содержит сывороточные белки в количестве до 1,0 мас. %, предпочтительно 0,2 масс. %. Напиток содержит соль пищевую поваренную в количестве до 0,5 масс. %, предпочтительно 0,15 масс. %. Аминокислоты входящие в состав сывороточных белков и соль удерживают, предотвращают уменьшение жидкости в плазме крови, что обеспечивает поддержание водно-солевого баланса организма в течении длительного времени. Сто пятьдесят грамм продукта утоляет голод и жажду на четыре часа.
Органический напиток, полученный этим способом содержит:
- углеводы в количестве около 6 - 15 мас. %,
- белки в количестве около 0,4 - 1,0 мас. %,
- жиры в количестве около 0,1 - 0,2 мас. %,
- пищевые волокна в количестве около 0,48 - 1,0 мас. %,
- витамины А и бета Каротин в количестве около 1,77 - 3,8 мг/100 г,
- витамин С в количестве около 1,1 - 3,1 мг/100 г,
- соли в количестве 0,1 - 0,2 мас. %.
Напиток содержит морковь варенную, диспергированную, в количестве 6,0 - 8,0 мас. %, предпочтительно 7,0 мас. %, в этом количестве морковь обеспечивает в смеси с остальными овощами и фруктами их лучшую переносимость организмом человека. С морковью в напиток привнесены антиоксиданты Морковь обогащает напиток витамином А, отвечает за нормальное развитие, репродуктивную функцию, здоровье кожи и глаз, поддержание иммунитета. Обогащает бета-каротином обладает антиоксидантными свойствами. Обогащает витамином К регулирует свертываемость крови. Недостаток витамина К приводит к увеличению времени свертывания крови, пониженному содержанию протромбина в крови.
Свекла обогащает напиток витамином С, макро и микроэлементами. Витамин С аскорбиновая кислота участвует в окислительно-востановительны реакциях, функционировании иммунной системы, способствует усвоению железа, способствует кроветворению. Калий является основным внутриклеточным ионом, принимающим участие в регуляции водного, кислотного и электролитного баланса, участвует в процессах проведения нервных импульсов, регуляции давления.
Применение напитка холодным или нагретым до температуры 50-60°С эффективно для сохранения, поддержания и/или восстановления работоспособности школьников и студентов во время учебных занятий, снимающий жажду, чувство голода, препятствующего утомляемости, вызывающий чувство бодрости, нормализующий функционирование желудочно-кишечного тракта, позволяющий регулировать уровень сахара и холестерина в крови, способствующего похудению. Продукт способствующий кроветворению. Воздействие различных факторов как загрязнение окружающей среды, курение, ультрафиолет, не качественное питание, стрессы вызывают образование свободных радикалов. Для нейтрализации губительного окисления продукт содержит антиоксиданты.
Технический результат изобретения заключается в получении инновационного органического продукта для перекусов с новыми свойствами привнесенными совместным действием растительных нутриентов и метаболитов ацидофильных бактерий (Lactobacillus acidophilus): кислосладкий вкус, чуть уловимый экзотический аромат, консистенция текучая, но и тянущаяся, цвет оранжевый, соответствующий цвету натуральных соков, привлекательных для молодежи.
ПРИМЕР 1
1.1 Молоко гомогенизированное, с массовой долей жира 3,5%, с массовой долей белка 3% в количестве 2,0 килограмма нагревают до температуры 85°С.
1.2 Молочную сыворотку в количестве 400 грамм, кислотностью 3,25 единиц рН, нагревают до температуры 90°С.
1.3 Вносят молоко 2 килограмма в сыворотку 400 грамм и перемешивают до отделения белкового концентрата.
1.4 Сцеживают сыворотку, охлаждают сыворотку в количестве 780 грамм до температуры 40°С,
1.5 Вносят в сыворотку активированную закваску 10 мас. % (Lactobacillus acidophilus), ТУ 9229-003-14392386-2014, производства АО «Вектор-БиАльгам»,
1.6 Ферментируют при температуре 40°С до кислотности 4,2 единиц рН.
1.7 Вносят в смесь свеклу белую столовую, варенную, диспергированную в количестве 130 грамм.
1.8 Вносят в смесь морковь варенную, диспергированную. в количестве 70 грамм.
1.9 Вносят в смесь сахар в количестве 20 грамм.
1.10 Диспергируют, пастеризуют смесь.
1.11 Охлаждают до температуры хранения 2-4°С.
1.12 Разливают в тару, укупоривают.
1.13 Хранят 30 суток, снимают пробу с хранения на испытания.
ПРИМЕР 2
2.1 Молоко гомогенизированное, с массовой долей жира 3,5%, с массовой долей белка 3% в количестве 2,0 килограмма нагревают до температуры 85°С.
2.2 Молочную сыворотку в количестве 400 грамм, кислотностью 3,25 единиц рН, нагревают до температуры 90°С.
2.3 Вносят молоко 2 килограмма в сыворотку 400 грамм и перемешивают до отделения белкового концентрата.
2.4 Сцеживают сыворотку, охлаждают сыворотку в количестве 720 грамм до температуры 40°С,
2.5 Вносят в сыворотку активированную закваску 10 мас. % (Lactobacillus acidophilus), ТУ 9229-003-14392386-2014, производства АО «Вектор-БиАльгам»,
2.6 Ферментируют при температуре 40°С до кислотности 3,9 рН.
2.7 Вносят в смесь яблоки варенные, диспергированные в количестве 130 грамм..
2.8 Вносят в смесь морковь варенную, диспергированную. в количестве 70 грамм.
2.9 Вносят в смесь фруктозу в количестве 80 грамм.
2.10 Диспергируют, пастеризуют смесь при температуре около 70°С в течении около 30 минут.
2.11 Охлаждают до температуры хранения 2-4°С.
1.12 Разливают в тару, укупоривают.
2.13 Хранят 30 суток, снимают пробу с хранения на испытания.
ПРИМЕР 3
3.1 Молоко гомогенизированное, с массовой долей жира 3,5%, с массовой долей белка 3% в количестве 2,0 килограмма нагревают до температуры 85°С.
3.2 Молочную сыворотку в количестве 400 грамм, кислотностью 3,25 единиц рН, нагревают до температуры 90°С.
3.3 Вносят молоко 2 килограмма в сыворотку 400 грамм и перемешивают до отделения белкового концентрата.
3.4 Сцеживают сыворотку, охлаждают сыворотку 780 грамм до температуры 40°С,
3.5 Вносят в сыворотку активированную закваску 10 мас. % (Lactobacillus acidophilus), ТУ 9229-003-14392386-2014, производства АО «Вектор-БиАльгам»,
3.6 Ферментируют при температуре 40°С до кислотности 4,2 единиц рН.
3.7 Вносят в смесь тыкву варенную, диспергированную в количестве 90 грамм и облепиху 40 грамм.
3.8 Вносят в смесь морковь варенную, диспергированную. в количестве 70 грамм.
3.9 Вносят в смесь мед в количестве 20 грамм.
3.10 Диспергируют, пастеризуют смесь при температуре около 70°С в течении около 30 минут.
3.11 Охлаждают до температуры хранения 2-4°С.
3.12 Разливают в тару, укупоривают.
3.13 Хранят 30 суток, снимают пробу с хранения на испытания.