Безалкогольный напиток антиоксидантного действия
ALCOHOL-FREE BEVERAGE OF ANTIOXIDANT EFFECT

Изобретение относится к безалкогольной промышленности и может найти применение в рационе питания различных групп населения для профилактики и защиты от окислительного стресса, обусловленного действием на организм человека различных неблагоприятных факторов (загрязнение окружающей среды, воздействие некоторых лекарственных препаратов и лекарственных процедур сильный перегрев или охлаждение, чрезмерные физические нагрузки и др.).
В последние годы проявляется большой интерес к проблеме окислительного стресса, нарушающего окислительно-восстановительный баланс в организме человека, что по данным многочисленных исследований предшествует или сопутствует многим болезням -сердечнососудистым, онкологическим, сахарному диабету, нарушениям мозгового кровообращения, воспалительным, ревматоидным, нейродегенеративным (Паркинсона, Альцгеймера, шизофрении, аутизму). Подавляющее большинство теорий старения также основано на свободно радикальном окислении [Лекарственные препараты, лекарственные растения и БАДы с антиоксидантной активностью / Яшин Я.И., Веденин А.Н., Яшин А.Я. и др. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2017. Т. 17, №3. С. 496-505].
Решением этой проблемы может стать использование в производстве пищевых продуктов, включая безалкогольные напитки, лекарственных растений с высоким содержанием природных антиоксидантов, таких как флавоноиды, фенолкарбоновые кислоты, витамин С, Е и др., способных связывать свободные радикалы, тем самым предотвращая оксидативный процесс. Антиоксиданты признаются в настоящее время неотъемлемой частью здорового и полноценного питания [Яшин А.Я., Веденин А.Н., Яшин Я.И. Природные антиоксиданты - неотъемлемая часть здорового и полноценного питания и защита человека от опасных болезней: обзор // Питание и обмен веществ. Минск, 2016. Вып.4. С. 378-394].
Известен безалкогольный напиток для повышения стрессоустойчивости организма [Патент РФ №2592566, С1 МПК A23L 2/38. Безалкогольный напиток для повышения стрессоустойчивости организма. / Штода Н.Г. (Россия, г. Санкт-Петербург). №2015116652/13; заявл. 29.04.15; опубл. 27.07.16, Бюл. №21], содержащий витамин С, витамин В1, витамин В2, витамин В3, витамин В4, витамин В5, витамин В6, витамин В9, витамин В11 и витамин В12, минералы - лактат магния, фумарат железа, сульфат цинка, сульфат меди и хлорид натрия, экстракт левзеисафлоровидной, экстракт женьшеня, экстракт эхинацеи, экстракт зверобоя, экстракт родиолы розовой, экстракт элеутерококка, экстракт аралии маньчжурской, экстракт лимонника китайского, экстракт боярышника, экстракт гинкго, карамельную патоку и воду. К недостаткам известного способа можно отнести многокомпонентность состава, которая усложняет технологию изготовления напитка и повышает себестоимость, а также то, что плоды боярышника, входящие в рецептурный состав, способны вызвать аллергические реакции у детей в возрасте до 12 лет.
Известен способ получения функционального напитка антиоксидантного действия [Патент РФ №2497415, С2 МПК A23L 2/38, A23L 2/44. Способ получения функционального напитка антиоксидантного действия / Кокоева B.C., Оботурова Н.П., Судакова Н.В. (Россия, Ставропольский край, г. Михайловск). №2011112674/13; заявл. 01.04.11; опубл. 10.11.13, Бюл. №31], включающий электрохимическую активацию воды, отличающийся тем, что электрохимическую активацию воды проводят до уровня окислительно-восстановительного потенциала не менее -450 мВ при значении рН 7-8 единиц, очистку электроактивированной воды проводят путем пропускания через колонку, заполненную активированным углем, финишную фильтрацию проводят с помощью фильтроэлементов с диаметром пор не более 1 мкм, затем вводят пищевую добавку «Антиоксилен-1 БВ» и фруктовое эфирное масло. Недостатком известного способа производства напитка является относительно низкое профилактическое действие готового продукта, обусловленное отсутствием в составе напитка природных антиоксидантов растительного происхождения.
Известен способ [Патент РФ 2246881, С1 МПК A23L 2/00, A23L 2/52, A23L 1/30. Способ получения оздоровительно-профилактического напитка / Козлов В.М., Белкин В.И., Турзин П.С., Филонова Г.Л., Комракова Н.А., Никифорова Е.В. (Россия, Владимирская обл., Селивановский р-н, с. Николо-Ушно). №2003126452/13; заявл. 29.08.03; опубл. 27.02.05, Бюл. №6] получения оздоровительно-профилактического напитка, предусматривающий приготовление купажа путем смешивания сахаросодержащего вещества с предварительно обогащенной минеральной природной столовой водой «Селивановская» с минерализацией 290 мг/л и общей жесткостью 3 мг-экв., макро- и микроэлементами и витаминами на натуральной основе путем введения концентрата поликомпонентного на основе экстракта из мякоти плодов лимона или сухих яблок. В купаж также вводят биодобавки: «Делюцар» и «Таурин» или «Пантогематоген «Дар Алтая», поваренную соль, настой корицы, лимонную кислоту, экстракты лекарственных растений и бензоат натрия. Причем в качестве сахаросодержащего вещества используют инвертный жидкий сахар или патоку крахмальную мальтозную, а в качестве экстракта лекарственного растения используют экстракт из травы эхинацеи и чабреца или из корневища и корня родиолы розовой. В данном способе предусмотрено использование в качестве ароматизаторов «Тоник 552» или смесь ароматизаторов: «Мускат 586» и «Ром». Недостатком известного способа является применение в составе искусственных ароматизаторов, а также консерванта бензоата натрия (Е 211), который способен накапливаться в организме, угнетать окислительно-восстановительные процессы, вызывая аллергические реакции, а при взаимодействии с витамином С способен образовывать мощный канцероген - бензол, что значительно снижает биологическую ценность напитка.
2
Известен способ [Патент РФ №2383255, С2 МПК A23L 2/00, A23L 2/38, A23L 2/48, A23L 2/52. Способ приготовления безалкогольного напитка / Царахова Э.Н. (Россия, г. Владикавказ). №2007124254/13; заявл. 10.01.2009; опубл. 10.03.2010, Бюл. №7] получения безалкогольного напитка, предусматривающий измельчение свежих или замороженных ягод и одновременное экстрагирование стевии, измельченных ягод, минеральной воды, насыщенной СО, и юглона ультразвуком с частотой излучения от 50 Гц до 22 кГц в течение 2 час 15 мин - 2 час 30 мин, с последующим отжимом, фильтрацией, деаэрацией, сатурацией и розливом. Недостатком способа является длительность процесса ультразвуковой обработки, наличие углекислоты, что снижает биологическую и пищевую ценность напитка.
Известна композиция из сухого растительного сырья [Патент РФ №2687361. Композиция растительного сырья, обладающая антиоксидантными свойствами / Сиюхов Х.Р. и др. зав. №2018135944/10; от 10.10.2018], содержащая листья черники обыкновенной, листья грецкого ореха, листья смородины черной, душицу обыкновенную и чабрец, измельченные при температуре 18-20°С до размера частиц 1 -2 мм. Вместе с тем способ экстрагирования и место произрастания растительного сырья будут оказывать существенное влияние на содержание БАВ, обусловливающих технологические и функциональные свойства напитка.
Наиболее близким техническим решением производства профилактических напитков на натуральном сырье является способ [Патент РФ №2532989, С1, МПК A23L 2/00. Способ получения безалкогольного напитка/ Судакова Н.В., Кокоева B.C., Оботурова Н.П., Барыбина Л.И. (Россия, г. Ставрополь). №2013112449/13; заявл. 19.03.2013; опубл. 20.11.2014, Бюл. №32], который предусматривает измельчение свежего или высушенного астрагала до размера частиц 2-3 мм и обработку их ультразвуком в течение 1 часа с частотой излучения от 20 кГц до 22 кГц, при этом в качестве экстрагента используют воду с температурой 40±3°С, последующим отжимом, фильтрацией, дозировкой экстракта и смешиванием с остальными компонентами купажного сиропа, деаэрацией, сатурацией и розливом. При этом в случае использования высушенного сырья после измельчения дополнительно проводят его замачивание в течение 20±5 минут.
Недостатком прототипа является использование одного вида растительного сырья (астрагал), что снижает биологическую ценность напитка, длительность (1 час) непрерывной ультразвуковой обработки, что может негативно сказаться на органолептических показателях готового продукта, замачивание сухого сырья после измельчения ведет к дополнительным временным и финансовым затратам. Кроме того, в качестве недостатка следует отметить и отсутствие конкретной функциональной направленности напитка.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка состава и приемов экстрагирования БАВ для производства безалкогольного напитка, обладающего высокими антиоксидантными свойствами.
Техническим результатом является достижение напитком высокой степени проявления антиоксидантных свойств за счет синергетического эффекта веществ обладающих антиоксидантной активностью (фенольных соединений, витаминов С, Е), входящих в состав водных экстрактов дикорастущего растительного сырья Северо-Кавказского региона в заявленном соотношении, полученных с использованием УЗ воздействия, обеспечивающего белее полное извлечение БАВ и интенсификацию процесса экстрагирования.
Технический результат достигается тем, что для приготовления заявляемого безалкогольного напитка, обладающего антиоксидантными свойствами, сухое растительное сырье дикоросов Северо-Кавказского региона смешивают в определенном соотношении согласно рецептуре: листья черники обыкновенной (60), листья грецкого ореха (15), листья черной смородины (10), трава душицы обыкновенной (5), трава тимьяна (чабреца)обыкновенного (10) в количестве 100 г измельчают при температуре 18°С до размера частиц 2 мм, заливают 1 л подготовленной питьевой воды t=36±1°С. Для увеличения выхода БАВ применяют ультразвуковое воздействие на экстракт с использованием ультразвукового аппарата «Волна» модели УЗТА -04/22-ОМ, при следующем режиме экстракции:
2
интенсивность УЗ обработки - 100 Вт/см;
время УЗ - обработки - 10 секунд;
дискретность - через каждые 10 минут;
общее время экстрагирования - 60 минут;
температура экстрагирования - 36±1°С;
соотношение растительное сырье/вода - 1:10.
В отличии от прототипа значительно уменьшено время ультразвукового воздействия на растительное сырье при получении экстракта, что позволяет улучшить органолептические показатели и извлечь БАВ в количестве, регламентируемом ГОСТ для безалкогольных напитков функционального назначения.
В табл.1 представлен рецептурный состав заявляемого напитка.
В данном безалкогольном напитке подобрано растительное сырье, обладающее несомненным антиоксидантным эффектом, что подтверждается высоким содержанием фенольных соединений (фенолкарбоновые кислоты, флавоноидов (рутин и кверцетин, дубильные вещества), который усиливают вещества - синергисты витамины С и Е.
В табл. 2 приведены полученные нами данные, характеризующие качественный и количественный состав антиоксидантов в используемом растительном сырье и их фармакологическую активность.
В качестве консерванта в заявляемом напитке используется дигидрокверцетин - природный антиоксидант, предотвращающий процесс самоокисления продуктов питания и увеличивающий продолжительность срока их хранения в 1,5-4 раза. Как вещество, обладающее высокой степенью биологической активности, дигидрокверцетин оказывает целую гамму положительных эффектов на обменные реакции и динамику различных патологических процессов, разрешен к применению в пищевой промышленности [ГОСТ 33504-2015. Добавки пищевые. Дигидрокверцетин. Технические условия. Введ. 2017-01-01. М.: Стандартинформ, 2016].
Количественный состав ингредиентов заявляемого безалкогольного напитка подобран авторами с использованием процедуры Планы для поверхностей и смесей с ограничениями модуля Планирование экспериментов пакета STATISTICA 10 [Халафян А.А. Statistica 6. Математическая статистика с элементами теории вероятностей. М.: Бином, 2010. 491 с.] и опробирован экспериментально, одобрен дегустационной комиссией, оценившей в сумме органолептические характеристики готового напитка в 23 балла (отлично), подтвержден лабораторными анализами, удостоверяющими, что готовый напиток обладает антиоксидантными свойствами.
Заявляемая рецептура напитка оптимизирована по количественному соотношению входящих в него ингредиентов. Увеличение или уменьшение количества какого-либо компонента по сравнению с заявляемым приводит к дисбалансу комплекса БАВ и нарушению вкусовых и ароматических свойств готового продукта.
Предлагаемый безалкогольный напиток готовят по классической схеме производства безалкогольных напитков: экстрагирование, приготовление сахарного сиропа; приготовление купажа; фильтрация купажа и получение отфильтрованного напитка; розлив в бутылки.
Входящее в состав напитка растительное сырье смешивают в определенном соотношении согласно рецептуре. Полученную смесь измельчают при температуре 18°С до размера частиц 2 мм., заливают экстрагентом (водой) t=36±l°C, гидромодуль 1:10. Время экстракции - 60 минут. Для интенсификации процесса экстрагирования БАВ применяют воздействие ультразвуком на экстракт с использованием ультразвукового аппарата «Волна» модели УЗТА -04/22-ОМ.
Сахарный сироп готовят горячим способом: подогревают воду до 40-50°С и вносят сахар (соотношение воды и сахара согласно рецептуре на готовый напиток), доводят до кипения и кипятят 30 мин. По достижении концентрации массовой доли сухих веществ в сиропе 60-65% варку прекращают и фильтруют сироп.
3
3
Далее экстракт фильтруют и вводят купажные материалы, добавляя на 1 дм экстракта: сахарный сироп - 0,1 дм, лимонную кислоту - 2,0 г., тщательно перемешивают и охлаждают. После каждого вносимого компонента производят интенсивное перемешивание в течение 20 минут. Затем купаж охлаждают до 20°С.
Для купажирования напитка к готовому экстракту добавляют по рецептуре необходимое количество подготовленной воды, в соотношении 60% экстракта и 40% воды, производят интенсивное перемешивание в течение 20 минут и охлаждают до 18°С.
3
На стадии розлива вносят дигидрокверцетин в количестве, предусмотренном рецептурой в соотношении 25 мг/дм.
Полученный безалкогольный напиток имеет следующие характеристики (табл. 3).
Из данных табл. 3 следует, что предлагаемый напиток обладает высокими органолептическими показателями, что свидетельствует о том, что все входящие в его состав ингредиенты гармонично сочетаются между собой.
В связи с тем, что предлагаемый напиток носит антиоксидантную направленность в табл. 4 приведены, полученные нами данные, характеризующие эффективность проявления заявляемым напитком антиоксидантных свойств.
Из данных табл. 4 видно, что заявляемый напиток содержит в значительном количестве антиоксиданты и, прежде всего, флавоноиды, активность которых усиливается в присутствии витамина С, что и обусловливает высокую степень проявления напитком антиоксидантных свойств.
Рекомендуемые уровни потребления флавоноидов составляют: для взрослых - 250 мг/сутки, для детей 7-18 лет от 150 до 250 мг/сутки [MP 2.3.1.2432-08. Рациональное питание. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации. М., 2008. 39 с.].
3
3
По нашим данным содержание флавоноидов в 100 см напитка составляет 30,7% от уровня рекомендуемого суточного потребления, что позволяет отнести заявляемый безалкогольный напиток к группе функциональных напитков, так как в соответствии с требованиями ГОСТ Р 56543-2015[9] содержание каждого функционального пищевого ингредиента в 100 см напитка или разовой порции должно составлять 15-50% от уровня рекомендуемого суточного потребления.
По показателям безопасности безалкогольный напиток соответствует требованиям ст. 7 TP ТС 021/2011 [TP ТС 021/2011. О безопасности пищевой продукции: технический регламент Таможенного союза: утвержден решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 г. №880].
Таким образом, заявляемый безалкогольный напиток сбалансирован не только по органолептическим и вкусовым показателям, но и обладает ярко выраженными антиоксидантными свойствами, что делает возможным его употребление разными возрастными группами населения как в качестве вкусового напитка, так и функционального для профилактики и защиты от окислительного стресса.