СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРМЕНТИРОВАННОГО ПРОДУКТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНОГО МАТЕРИАЛА И ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ ИЛИ ПРОДУКТ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЙ ФЕРМЕНТИРОВАННЫЙ ПРОДУКТ, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ
METHOD FOR PRODUCTION OF FERMENTED PRODUCT USING NATURAL MATERIAL AND FOOD PRODUCT OR PRODUCT OF MEDICAL PURPOSE CONTAINING FERMENTED PRODUCT PRODUCED BY SUCH METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу получения ферментированного продукта природных материалов, содержащего нуклеиновые кислоты в количестве от 3 до 4 г или менее при содержании белка 70 г или содержании пищевых волокон 24 г в ферментированном продукте, путем добавления микроорганизмов для ферментации с целью снижения содержания углеводов и повышения содержания бета-глюкана в природных материалах, ферментированному продукту природных материалов, полученному указанным способом, и пищевому продукту или продукту медицинского назначения, включающему указанный ферментированный продукт.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ ИЗОБРЕТЕНИЮ
В отличие от прошлых лет многие люди в современном мире страдают ожирением из-за избыточного потребления калорий и отсутствия физической активности, или они подвержены очень высокому риску развития ожирения. Ясно, что ожирение, которое называют болезнью нашего времени, вызвано, главным образом, избыточным потреблением калорий и переходом людей от физической деятельности к умственной деятельности.
При ожирении могут возникнуть такие осложнения, как проблемы с сердцем, гипертензия, диабет и тому подобное, а также оно становится психическим бременем для тех людей в современном мире, кто хочет поддерживать физическую красоту дополнительно к жизненно необходимым потребностям, включая одежду, еду и жилье. Согласно статистке, ожирение очень сильно распространено, установлено, что в 1998 году в Корее от метаболического синдрома страдало 19,9% взрослого мужского населения и 23,7% взрослого женского населения. В Америке и Европе, где в рационе населения, как правило, больше животного белка, богатого жиром, этот показатель еще выше.
Разумеется, что для профилактики ожирения необходимо потреблять соответствующее количество калорий и получать необходимую физическую нагрузку. Однако людям очень трудно контролировать желание есть, а также при очень напряженной современной жизни им очень трудно получать в течение дня необходимую физическую нагрузку. Дополнительно, хотя здоровый рацион включает широкий спектр питательных компонентов, в реальной жизни очень трудно достичь того, чтобы каждое блюдо было приготовлено исходя из точного расчета питательной ценности. Когда люди, старея, потребляют избыточное количество жира и углеводов, то в организме в области живота и бедер откладывается избыточный жир, что непосредственно ведет к ожирению. В частности, при отложении жира в области живота он может вызвать тяжелый метаболический синдром.
Согласно результатам научных исследований, количество углеводов, которые могут накапливаться в организме человека, ограничено, то есть составляет в пределах от около 1000 до 2000 ккал. Однако накопленный жир может исчисляться десятками тысяч калорий. Следовательно, избыточные углеводы легко переходят в форму нейтрального жира, откладывающегося, главным образом, вокруг кишечника. С другой стороны, даже при потреблении большого количества белков они накапливаются в организме человека в относительно небольшом количестве по сравнению с углеводами и жирами. Тем не менее, потребляемые в количестве, превышающем требуемое в норме, белки также накапливаются в организме человека, и в результате их метаболизация может привести к нагрузке на печень и почки.
В последнее время в связи с синдромом ожирения и метаболическим синдромом выделяется значение бета-глюкана, который является членом семейства пищевых волокон. Такое предположение было сделано не только на основании того, что он может снижать жировую массу и уменьшать размер жировых клеток, накапливающихся вокруг кишечника, а также на основании его эффективности для снижения содержания нейтральных триглицеридов в организме человека, что связано с ожирением (Soon Ah Kang et al., 2002, J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 31(6), 1052-1057; Ho-Moon Seog et al., 2002, Korean J. Food Sci. Technol. Vol 34, No 4, PP 678-683; Jue Li, Takashi Kaneko et al., Metabolism, Vol 52, No 9 (September), 2003, стр. 1206-1210).
Дополнительно была предположена важность потребления белка. В период роста потребление большого количества белка играет огромную роль для человека. Для людей среднего возраста подходящее потребление белка все еще остается важным, учитывая, что даже при небольшом избыточном потреблении белков накопление их в организме относительно незначительное, может быть вызвано длительное чувство сытости, поскольку для их переваривания в организме человека требуется довольно длительное время, и мышечная масса резко уменьшается, когда люди становятся старше.
Как указано выше, профилактика и лечение ожирения у людей представляются весьма простыми. Однако из-за привычки к неправильному питанию и слабой воли человека, популяция людей, страдающих ожирением, растет, и социально-экономические потери от ожирения гораздо больше, чем ожидалось.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ НАСТОЯЩИМ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
Настоящее изобретение нацелено на решение указанных выше проблем.
В частности, настоящее изобретение относится к пищевому продукту или продукту медицинского назначения с относительно низкой калорийностью, низким содержанием углеводов и жиров и высоким содержанием бета-глюкана, где продукт получают способом контроля нуклеиновых кислот, не приводящего к возникновению каких-либо проблем при потреблении его в большом количестве, при этом содержание углеводов, которые могут быть легко накоплены в организме человека, снижено, аромат и вкус улучшен, и содержание бета-глюкана повышено ферментацией с использованием микроорганизмов, в результате чего могут быть преодолены недостатки природных материалов, которые могут эффективно потребляться людьми, страдающими ожирением или метаболическим синдромом, или теми, кто желает принять профилактические меры.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
Для решения указанных выше проблем настоящим изобретением предлагается способ получения ферментированного продукта природных материалов, в котором к природным материалам добавляют микроорганизмы для ферментации с целью повышения содержания бета-глюкана, снижая при этом содержание углеводов и контролируя содержание нуклеиновых кислот.
Дополнительно настоящее изобретение относится к ферментированному продукту, полученному указанным способом.
Дополнительно настоящее изобретение относится к пищевому продукту или продукту медицинского назначения, включающему указанный ферментированный продукт.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению можно конвертировать различные типы природных материалов, считающихся низкосортными, из-за непривлекательного аромата и вкуса по сравнению с другими пищевыми продуктами, с получением высококачественного продукта с высоким содержанием бета-глюкана с привлекательным ароматом и вкусом, способного обеспечивать чувство сытости даже при потреблении в небольшом количестве.
Различные типы функциональных пищевых продуктов, связанных с ожирением, присутствующие в настоящее время на рынке, довольно дорогие, по сравнению с эффективными ингредиентами, входящими в их состав, и в основном они производятся искусственно. Однако поскольку продукт по настоящему изобретению получают ферментацией, то есть естественным способом, это довольно дешево с учетом эффективных компонентов, входящих в его состав. Дополнительно, поскольку он имеет превосходную стабильность, он может безопасно и удобно потребляться всеми людьми, страдающими ожирением или метаболическим синдромом, или для их профилактики.
В частности, согласно настоящему изобретению для пациента, страдающего тяжелой формой ожирения или метаболического синдрома, и, следовательно, требующего срочного лечения, может быть получен очень низкокалорийный продукт, который по существу основывается на пищевых волокнах, включая бета-глюкан. Для пациентов, страдающих менее тяжелой формой ожирения или метаболического синдрома, или для людей, которые хотят принять профилактические меры, может быть получен продукт, включающий как пищевые волокна, включая бета-глюкан, так и белки в подходящем количестве, и его, как правило, можно употреблять в пищу в качестве функциональной замены регулярного питания.
В дальнейшем продукт по настоящему изобретению, который можно с пользой и удобно потреблять, также может вызвать стабильный спрос на продукцию фермеров, выращивающих зерновые культуры.
Учитывая, что в будущем физический труд будет заменен машинным, и люди будут в основном заниматься умственной деятельностью, интеллектуальным трудом в соответствии с ускоренной трансформацией общества в общество, главным образом, на основе интеллектуальных услуг, будут необходимы продукты питания или продукты медицинского назначения, которые значительно отличаются от таковых, представленных на рынке в настоящее время. В этом случае продукт по настоящему изобретению, с превосходным ароматом и вкусом и легко усваивающийся также полезен для профилактики и лечения физических нарушений, таких как ожирение и метаболический синдром, вызванных избыточной умственной деятельностью, и может употребляться в качестве заменителя регулярного питания при подходящем уровне белка, и, следовательно, он станет в будущем важным продуктом питания и/или продуктом медицинского назначения.
ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для достижения целей настоящего изобретения, указанных выше, настоящее изобретение относится к способу получения ферментированного продукта природных материалов, содержащего пониженное содержание углеводов и повышенное содержание бета-глюкана, включающему следующие стадии:
добавление пищевых микроорганизмов к природным материалам для ферментации; и
контроль нуклеиновых кислот во время или после стадии ферментации.
В частности, настоящее изобретение относится к способу получения ферментированного продукта природных материалов, содержащего пониженное содержание углеводов и повышенное содержание бета-глюкана, включающему стадии:
тонкое измельчение и ожижение природных материалов;
добавление пищевых микроорганизмов для ферментации к тонко измельченным и ожиженным природным материалам, полученным выше;
контролирование нуклеиновых кислот во время или после стадии ферментации;
концентрирование или сушку полученного в результате ферментированного продукта, в котором нуклеиновые кислоты контролируют; и
придание текстуры, аромата и вкуса полученному в результате концентрированному или высушенному ферментированному продукту.
Способ получения ферментированного продукта природных материалов по настоящему изобретению может дополнительно включать стадию осахаривания после тонкого измельчения и ожижения природных материалов.
Fusarium spp., Aspergillus spp., Rhizopus spp.
Saccharomyces spp.
Bacillus
Fusarium venenatum, Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, Rhizopus microsporus, Saccharomyces cerevisiae, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis
Способ получения ферментированного продукта природных материалов по настоящему изобретению включает стадию добавления микроорганизмов для ферментации к природным материалам. Примеры пищевых микроорганизмов включают грибы, дрожжи, бактерии и тому подобное. Примеры грибов включают  и тому подобное. Примеры дрожжей включают  и тому подобное. Примеры бактерий включают  и тому подобное, но не ограничиваются ими. Конкретные примеры пищевых микроорганизмов, указанных выше, могут представлять собой  и тому подобное, но не ограничиваются ими.
Saccharomyces cerevisiae
Предпочтительным микроорганизмом являются дрожжи. Более предпочтительно .
Способ ферментации с использованием указанных выше микроорганизмов может варьировать в зависимости от типов используемых микроорганизмов, условий ферментации и среды ферментации и тому подобного. Условия ферментации и среда ферментации представляют собой хорошо известные из предшествующего уровня техники и могут быть использованы в настоящем изобретении. Например, дрожжи могут культивироваться при температуре 30°C в YPD среде, и при необходимости могут быть выбраны аэробные условия.
Указанные выше природные материалы могут представлять собой ячмень, пшеницу, тритикале, рожь, сорго, овес, рис, кукурузу, адлай, просо культурное, просо настоящее, картофель, сладкий картофель и тому подобное, но не ограничиваются ими. Дополнительно, указанные природные материалы могут быть смешены друг с другом или с другими природными материалами и затем использованы.
Указанные природные материалы могут включать как растворимые в воде компоненты, так и нерастворимые в воде компоненты. Нерастворимые в воде компоненты могут оказывать воздействие на аромат и вкус пищевого продукта. Однако при ферментации аромат и вкус улучшается и также может быть улучшено усвоение пищевого продукта. В процессе ферментации также могут быть получены компоненты, оказывающие благоприятное воздействие.
Согласно способу по одному варианту воплощения настоящего изобретения перед ферментацией природные материалы могут быть разделены на растворимые в воде и нерастворимые в воде компоненты, и затем только растворимые в воде компоненты могут быть подвергнуты процессу ферментации. Нерастворимые в воде компоненты могут быть скомбинированы с ферментированным продуктом, полученным после процесса ферментации. В случае когда процесс ферментации проводят с использованием только растворимых в воде компонентов, перемешивание и воздушный поток внутри танка для ферментации улучшены таким образом, что эффективность ферментации может быть увеличена, а также может быть предотвращено отделение других полезных веществ вместе с микроорганизмами на момент контроля содержания нуклеиновых кислот удалением микроорганизмов из ферментированного продукта после прекращения процесса ферментации.
Дополнительно способ по настоящему изобретению включает стадию контроля нуклеиновых кислот во время или после стадии ферментации. Способ контроля нуклеиновых кислот включает способ завершенной ферментации за счет минимизации продуцирования количества микроорганизмов во время стадии ферментации и способ снижения их содержания за счет частичного или полного удаления микроорганизмов из ферментированного продукта, полученного после прекращения стадии ферментации.
Одним из путей минимизации продуцирования количества микроорганизмов в процессе ферментации является способ, в котором ферментацию проводят при поддержании соотношения углерод/азот (то есть соотношение C/N) на относительно высоком уровне. В частности, указанное выше соотношение C/N составляет в пределах от 12,1 до 31,9. В таком случае ферментация с трудом происходит на начальной стадии, и завершенная ферментация занимает очень много времени. Например, она может занимать вплоть до 96 часов для завершенной ферментации по сравнению с нормальным периодом времени в течение 48 часов.
Дополнительно, если необходимо, из ферментированного продукта, полученного непосредственной обработкой, нуклеиновые кислоты могут быть удалены после окончания процесса ферментации. Примеры способа удаления нуклеиновых кислот включают лазерное излучение, обработку тепловым шоком, обработку ультразвуком, щелочной лизис и тому подобное, но не ограничиваются ими.
Для решения проблем, связанных с ожирением и метаболическим синдромом, конечной целью настоящего изобретения является получение продукта, удовлетворяющего следующим аспектам:
1. Он должен давать чувство насыщения при потреблении даже малого количества.
2. Он должен иметь высокое содержание бета-глюкана и, следовательно, может быть использован для профилактики и лечения метаболического синдрома.
3. Он должен включать белки на подходящем для потребления уровне в качестве замены регулярного питания.
4. Он должен иметь превосходный вкус и аромат, чтобы нравиться всем.
5. Он должен быть относительно низкокалорийным.
По первому аспекту природные материалы, которые могут давать ощущение сытости даже при потреблении только малого количества, содержат множество различных пищевых волокон и белков на среднем уровне, и очень малое количество жира, следовательно, они очень подходят для применения в настоящем изобретении, с учетом объекта изобретения, описанного выше. Однако содержание бета-глюкана значительно варьирует среди различных природных материалов.
При этом установлено, что природные материалы являются таким пищевым продуктом, который могут безопасно потреблять люди, страдающие ожирением или метаболическим синдромом, за счет их относительно низкой калорийности на грамм, а также очень низкого содержания нуклеиновых кислот.
Однако верно также и то, что люди стараются избегать таких природных материалов, поскольку у них бедный вкус и содержатся углеводы, которые легко накапливаются в организме человека, в то время как содержание бета-глюкана недостаточно высоко. Бета-глюкан и другие компоненты, входящие в состав таких природных материалов, сравнимы с таковыми, входящими в другие зерновые культуры, и результаты приведены в таблице 1.2. Было также подтверждено, что в зависимости от степени полировки, сорта и содержания влаги содержание каждого из компонентов тоже может несколько варьировать.
Таблица 1
Сравнение структурного коэффициента основных компонентов, входящих в состав некоторых природных материалов
Ячмень
Овес
Просо
Сорго
Углеводы
64,0
57,0
68,0
66,1
Жир
2,1
4,7
3,9
2,8
Белок
12,0
14,3
9,7
9,6
Пищевые волокна
11,2
10,7
8,0
10,3
Таблица 2
Сравнение структурного коэффициента бета-глюкана, входящего в состав некоторых природных материалов
Тип зерновых
Anderson и др. (1978)
Henry (1985)
Joergensen и др. (1988)
McCleary & Glennie-Holmes (1985)
Prentice и др. (1980)
Lee и др. (2001)
Ячмень
5,01
4,36
4,09
4,43
6,3
4,45
Овес
2,50
3,37
3,27
4,08
5,7
3,54
Рис
0,13
0,10
-
0,04
-
-
Пшеница
0,54
0,65
0,48
0,60
1,4
0,54
Рожь
1,93
1,89
1,48
1,65
2,4
1,53
Тритикале
0,34
0,65
0,70
0,51
1,2
-
Сорго
-
-
0,26
-
1,0
-
Кукуруза
-
-
<0,00
0,12
-
-
1. Anderson et. al., 1978 J. Inst. Brew. 84, 233-239.
2. Henry, R. J. 1985 J. Sci. Food Agri., 36, 1243-1253.
3. Joergensen et. al., 1988 AGRIS, Vol. 53(5) p. 287-296.
4. McCleary and Glennie-Holmes 1985 J. Inst. Brew. 91, 285-295.
5. Prentice et. al., 1980 Cereal Chem. 57: 198-202.
6. Young-Tack Lee. 2001 Korean J. Food & Nutri. Vol. 14. No. 3, 233-238.
Среди указанных выше природных материалов сначала был выбран и использован для получения пищевого продукта по настоящему изобретению ячмень, поскольку в его составе много пищевых волокон, которые обеспечивают чувство сытости, и бета-глюкана, который полезен для профилактики и лечения метаболического синдрома. С точки зрения физических свойств полученного продукта, преимущества и недостатки ячменя не намного отличаются от таковых у природных материалов, указанных выше. Преимуществом ячменя является то, что он содержит много пищевых волокон и имеет высокое содержание бета-глюкана, относительно низкую калорийность и почти нулевое содержание жира. При этом недостатком является то, что он имеет умеренное содержание белка и высокое содержание углеводов, а также трудно переваривается и имеет не очень приятный вкус.
Согласно настоящему изобретению, указанная проблема может быть решена при использовании процесса ферментации с использованием микроорганизмов таким образом, чтобы снизить содержание углеводов, которые легко накапливаются в организме человека, увеличить содержание бета-глюкана, который может выступить профилактическим средством и лечить ожирение и метаболический синдром, и в то же время значительно улучшить его усвояемость, вкус и аромат.
Краткое описание процесса получения ферментированного продукта из ячменя по настоящему изобретению приведено ниже:
1. Ячмень полируют или частично полируют, и, если необходимо, то используют без какой-либо полировки.
2. После промывки проводят тонкое измельчение при использовании мельницы для тонкого измельчения. Если необходимо, то тонкое измельчение не проводят.
3. Прошедший тонкое измельчение ячмень ожижают, осахаривают и подвергают ферментации. Если необходимо, то стадию осахаривания не проводят.
4. Осахаренный ячмень помещают в танк для ферментации и добавляют различные материалы, необходимые для роста микроорганизмов, и проводят ферментацию. Если необходимо, могут быть ферментированы только растворимые в воде компоненты после их выделения, при этом нерастворимые в воде компоненты хранят отдельно и позднее добавляют обратно на определенной стадии.
5. Что касается используемых микроорганизмов, то используют дрожжи, поскольку они уже доказали свою безопасность, и известно, что они очень полезны для человека.
6. Нуклеиновые кислоты контролируют или посредством отделения дрожжей с использованием центрифуги после завершения ферментации или выбором способа ферментации, который может свести к минимуму клеточную массу микроорганизмов. Также нуклеиновые кислоты могут контролироваться непосредственной обработкой ферментированного продукта, полученного после завершения ферментации.
7. В случае ферментирования только растворимых в воде компонентов после их отделения от нерастворимых в воде компонентов нерастворимые в воде компоненты хранят отдельно и добавляются обратно в ферментированный продукт, в котором контролируют нуклеиновые кислоты. Дополнительно, в случае использования только ферментированного продукта нет необходимости добавлять нерастворимые в воде компоненты обратно в продукт.
8. Наконец, ферментированный продукт, прошедший различные обработки, подвергают обработке для придания текстуры, аромата, вкуса и аналогичного им для получения готового пищевого продукта или продукта медицинского назначения. В этом случае может быть добавлена стадия концентрирования или сушки.
Что касается способов, указанных выше, ниже приведены пять типичных способов.
Способ 1
Сырьевые материалы - тонкое измельчение - ожижение - осахаривание (может не проводиться) - ферментация - отделение дрожжей - концентрирование или сушка - придание текстуры, аромата и вкуса.
Способ 2
Сырьевые материалы - тонкое измельчение - ожижение - осахаривание (может не проводиться) - ферментация при минимизации продуцирования количества микроорганизмов -концентрирование или сушка - придание текстуры, аромата и вкуса.
Способ 3
Сырьевые материалы - тонкое измельчение - ожижение - осахаривание (может не проводиться) - ферментация растворимых в воде компонентов только после их отделения от нерастворимых в воде компонентов - отделение дрожжей - комбинирование раствора после отделения дрожжей с нерастворимыми в воде компонентами - концентрирование или сушка - придание текстуры, аромата и вкуса.
Способ 4
Сырьевые материалы - тонкое измельчение - ожижение - осахаривание (может не проводиться) - ферментация растворимых в воде компонентов только после отделения их от нерастворимых в воде компонентов - отделение дрожжей - концентрирование или сушка - придание текстуры, аромата и вкуса.
Способ 5
Сырьевые материалы - тонкое измельчение - ожижение - осахаривание (может не проводиться) - ферментация - контроль нуклеиновых кислот обработкой ферментированного продукта - концентрирование или сушка - придание текстуры, аромата и вкуса.
Целевой продукт по существу предназначен для людей с ожирением и метаболическим синдромом или людей, подверженных риску развития ожирения и метаболического синдрома для контроля массы тела и жировых отложений, в частности жировых отложений, накапливающихся вокруг кишечника. Таким образом, когда его потребляют в избыточном количестве, следует принимать во внимание различные риски, связанные с повышенной концентрацией мочевой кислоты, и поэтому, следовательно, необходимо контролировать нуклеиновые кислоты в продукте по настоящему изобретению. Поскольку в нуклеиновых кислотах высоко содержание пуринов, то, в частности, люди, страдающие от подагры, должны строго контролировать свой ежедневный рацион. Следовательно, стадия контроля нуклеиновых кислот при получении продукта абсолютно необходима.
Дополнительно, поскольку Организация Объединенных Наций рекомендует потреблять в день только от 3 до 4 г нуклеиновых кислот, для того чтобы обычный человек мог потреблять достаточное количество продукта по настоящему изобретению, безусловно, необходима стадия контроля нуклеиновых кислот.
Для сравнения известно, что потребление пищевых волокон должно составлять 24 г в день, а белка в количестве 70 г. Таким образом, может быть легко вычислен максимальный уровень относительного содержания нуклеиновых кислот по сравнению с конечным продуктом.
Уровень контроля и способ контроля нуклеиновых кислот может варьировать в зависимости от композиции готового продукта. Если выбран способ контроля нуклеиновых кислот, в котором дрожжи отделяют от ферментированного продукта, возможно, что некоторые из полезных веществ также удаляются вместе с дрожжами из-за характеристик процесса.
При этом хотя дрожжи является превосходным пищевым продуктом, включающим высококачественные белки, с точки зрения содержания нуклеиновых кислот, они содержат почти в семь раз большее количество нуклеиновых кислот по сравнению с таковым, входящим в состав сардин, которые являются одним из продуктов питания, богатых нуклеиновыми кислотами. В частности, известно, что содержание нуклеиновых кислот в дрожжах составляет от почти 6 до 12% по сухой массе.
Когда ферментационная жидкость, в которой контролируются нуклеиновые кислоты, и нерастворимые в воде компоненты комбинируют друг с другом, в зависимости от спецификации готового продукта, их соотношение может быть изменено, и, следовательно, могут быть получены различные виды продуктов.
Дополнительно, при использовании только растворимых в воде пищевых волокон, включающих бета-глюкан, нерастворимые в воде компоненты могут быть скомбинированы с ними.
Дополнительно каждый из компонентов сначала может быть сконцентрирован или высушен и затем компоненты могут быть скомбинированы друг с другом, или они могут быть сначала скомбинированы и затем сконцентрированы или высушены вместе. Дополнительно, любой из компонентов сначала может быть сконцентрирован или высушен и затем скомбинирован с другими с последующей повторной сушкой.
Для придания текстуры концентрированному или высушенному продукту на последней стадии получения могут быть использованы различные способы обработки. Например, может быть придана текстура говядины, текстура хлеба, текстура снэка и тому подобного. На стадии обработки для придания текстуры может быть использован процесс формования экструзией. Для процесса формования экструзией может быть отрегулирован структурный коэффициент сырьевых материалов, дополнительное количество сырьевых материалов, содержание влаги, скорость вращения шнека, температура нагревания цилиндра и тому подобное. В этом случае процесс формования экструзией может быть проведен при условиях, в которых содержание влаги повышено до около 40%, температуру поддерживают от около 100 до 170°C и давление в пределах от 100 (0,6895 мПа) до 1000 (6,895 мПа) фунтов на квадратный дюйм. Для получения текстуры белка может быть использована охлаждаемая матрица или кольцевой штамп.
Для достижения других целей настоящего изобретения настоящее изобретение относится к ферментированному продукту природных материалов, полученному способом по настоящему изобретению, где ферментированный продукт имеет пониженное содержание углеводов и повышенное содержание бета-глюканов. Ферментированный продукт природных материалов включает ферментированный продукт, в котором для ферментации используют пищевые микроорганизмы и контролируют нуклеиновые кислоты. Описание пищевых микроорганизмов, природных материалов и контроля нуклеиновых кислот приведено выше.
2
1
2
6
3
4
4
3
4
4
4
Дополнительно, настоящее изобретение относится к продукту, включающему ферментированный продукт природных материалов по настоящему изобретению. Продукт может представлять собой пищевой продукт или продукт медицинского назначения. Пищевой продукт или продукт медицинского назначения по настоящему изобретению может состоять из ферментированного продукта природных материалов или может включать другие добавки. Примеры добавок включают белки, жир, углеводы, пищевые волокна, бета-глюкан, неорганические соли, витамины и тому подобное, но не ограничиваются ими. Для способа ферментации по настоящему изобретению может быть использована добавка. В качестве неорганической соли используют MgCl, KCl, NaCl, лактат Ca, цитрат аммония железа и тому подобное. В качестве витаминов используют витамин B, витамин B, витамин В, амид никотиновой кислоты, витамин C и тому подобное. В качестве источника азота используют нитрат натрия (NaNO), водный раствор аммиака (NHOH), карбонат аммония ((NH)СО), хлорид аммония (NHCl), гидрофосфат аммония ((NH)HPO), пептон (Peptone), сойтон (Soytone), триптон (Tryptone), дрожжевой экстракт, соевый шрот, солодовый экстракт и тому подобное, но не ограничивается ими.
Продукт по одному из вариантов воплощения настоящего изобретения характеризуется тем, что содержит нуклеиновые кислоты в количестве от 3 до 4 г или менее при содержании белка 70 г или содержании пищевых волокон 24 г в ферментированном продукте. Поскольку дневной нормой потребления считается 70 г белка и 24 г пищевых волокон, а также Организация Объединенных Наций рекомендует потреблять от 3 до 4 г нуклеиновых кислот в день, предпочтительно продукт по настоящему изобретению имеет содержание нуклеиновых кислот в количестве от 3 до 4 г или менее при содержании белка 70 г или содержании пищевых волокон 24 г в ферментированном продукте.
Продукт по одному из вариантов воплощения настоящего изобретения может быть использован для профилактики и лечения ожирения и метаболического синдрома. В частности, поскольку пищевой продукт или продукт медицинского назначения по настоящему изобретению является вкусным, низкокалорийным и может обеспечивать чувство сытости, он может быть использован для профилактики и лечения ожирения и метаболического синдрома.
Ферментированный продукт по настоящему изобретению может быть получен путем ферментации с любым типом микроорганизмов, и при проведении ферментации с микроорганизмами может быть улучшен вкус и аромат природных материалов.
Предпочтительно микроорганизмы представляют собой дрожжи, и природные материалы могут представлять собой ячмень, овес, рожь, тритикале, сорго или их смесь.
В продукте по одному из вариантов воплощения настоящего изобретения содержание бета-глюкана от общей массы продукта предпочтительно составляет 0,26-1,0 масс.% или более, в случае когда природные материалы представляют собой сорго или смесь, включающую сорго. Предпочтительно 0,34-1,2 масс.% или более, в случае когда природные материалы представляют собой тритикале или смесь, включающую тритикале. Дополнительно, 1,48-2,4 масс.% или более, в случае когда природные материалы представляют собой рожь или смесь, включающую рожь. При этом смесь, включающая сорго, может включать ячмень, тапиоку и тому подобное, например, дополнительно к сорго.
В продукте по одному из вариантов воплощения настоящего изобретения содержание бета-глюкана от общей массы продукта предпочтительно составляет 2,5-5,7 масс.% или более, в случае когда природные материалы представляют собой овес или смесь, включающую овес. Дополнительно, 4,09-6,3 масс.% или более, в случае когда природные материалы представляют собой ячмень или смесь, включающую ячмень.
Причиной ограничения содержания бета-глюкана, как указано выше, является то, что приведенные выше пределы содержания бета-глюкана относятся к таковым до ферментации каждого из природных материалов, поскольку содержание бета-глюкана, входящее в продукт, полученный после ферментации каждого из природных материалов с микроорганизмами, увеличивается по сравнению с содержанием бета-глюкана, изначально присутствующего в неферментированных природных материалах. Следовательно, в случае, когда содержание бета-глюкана низкое, то продукт по настоящему изобретению может дополнительно содержать его. Дополнительно, продукт по настоящему изобретению имеет содержание белка более высокое, чем таковое в природных материалах до ферментации.
Ниже приведены преимущества настоящего изобретения по сравнению с традиционными коммерческими технологиями:
1. При использовании легкодоступных природных материалов или их смеси можно легко получить по низкой цене пищевой продукт или продукт медицинского назначения с высоким содержанием бета-глюкана, но с низким содержанием углеводов, который может быть использован для профилактики и лечения ожирения и метаболического синдрома.
2. Пищевой продукт может быть значительно улучшен введением биохимических изменений компонентов, которые оказывают негативное влияние на вкус и аромат, а также на газообразование. Учитывая, что одной из причин газообразования являются микроорганизмы, генерирующие газ, живущие в толстом кишечнике и способствующие ферментации полисахаридов, которые не усваиваются и не абсорбируются в тонком кишечнике, в продукте по настоящему изобретению можно провести биохимические изменения некоторых полисахаридов за счет ферментации микроорганизмами, при этом газообразование можно предотвратить в большей степени, чем в случае, когда природные материалы потребляются как таковые.
3. Отсутствуют отходы, которые является одним из недостатков, с которым сталкиваются при ферментации в промышленности.
4. Легко и с низкими затратами может быть получен пищевой продукт или продукт медицинского назначения, используемый для профилактики и лечения ожирения и метаболического синдрома, и может потребляться в качестве функционального заменителя регулярного питания.
Далее настоящее изобретение будет описано более детально со ссылкой на следующие примеры. Однако они приведены только для приведения конкретного примера воплощения настоящего изобретения и не ограничивают объем притязаний настоящего изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1: Получение ферментированного продукта из ячменя.
(1) Получение сырьевого материала (ячменя)
Коммерчески доступный ячмень подвергают тонкому измельчению до среднего размера частиц 500 мкм с использованием штифтовой мельницы.
(2) Ожижение и осахаривание
Прошедший тонкое измельчение ячмень растворяют с получением конечной концентрации сухих веществ 13,8% и с перемешиванием до достижения раствором гомогенности. После добавления α-амилазы (Termamyl 120L) в количестве 1% относительно сухих веществ ячменя доводят pH раствора до 6,3, реакция в смеси проходит в течение 3 часов на инкубационной бане при температуре 95°C.
Раствор, полученный после окончания ожижения, медленно охлаждают до температуры 62°C и pH доводят до 4,2, добавляя 50% серную кислоту. Затем для осахаривания добавляют амилоглюкозидазу (AMG 300L) в количестве 2% относительно сухих веществ ячменя, и затем в смеси в течение 20 часов проходит реакция на инкубационной бане при температуре 62°C.
(3) Разделение на растворимые в воде и на нерастворимые в воде компоненты
Осахаренный раствор, полученный указанным выше способом ожижения и осахаривания, центрифугируют при 4,910×g в течение 10 минут (MF 600, Hanil Science Industrial Co., Корея) для разделения нерастворимых в воде и растворимых в воде компонентов, составляющих 17 масс.% и 83 масс.% соответственно.
(4) Культура и ферментация
Микроорганизмы, используемые в этом примере, представляют собой хлебопекарные дрожжи (Saccharomyces sp.), которые культивируют на твердой питательной среде YPD, включающей 2% (масса/объем) глюкозы, 2% (масса/объем) пептона, 1% (масса/объем) дрожжевого экстракта и 1,5% (масса/объем) агара при 4-дневном цикле культивирования при температуре 25°C.
Первичный инокулят получают инокулированием части дрожжей, культивированных на твердой питательной среде YPD в жидкую среду YPD, включающую 2% (масса/объем) глюкозы, 2% (масса/объем) пептона и 1% (масса/объем) дрожжевого экстракта (250 мл коническая колба, 50 мл рабочий объем) и культивируют в течение 24 часов при температуре 30°C при 150 оборотах в минуту.
Вторичный инокулят получают инокулированием первичного инокулята в жидкой среде YPD (1% объем/объем объем) и культивируют в течение 12 часов при температуре 30°C при 150 оборотах в минуту.
4
Для основной культуры используют 5 л танк для ферментации (Liflus GX, Biotron, Корея). Стерилизацию проводят при температуре 121°C в течение 20 минут. В среде полученной добавлением источника органического азота (сойтон (Soytone)), в образец, полученный указанным выше способом ожижения и осахаривания (2 кг, 8% осахаренный раствор + 4% сойтон (Soytone)), (объем/объем) инокулируют 1% вторичного инокулята и культивируют в течение 48 часов при следующих условиях: температура культивирования 30°C со скоростью встряхивания 250 оборотов в минуту и скоростью потока воздуха 1 vvm. В результате получают ферментационный раствор с концентрацией дрожжей 21,5 г/л (по массе сухих дрожжей). pH доводят до 5,5 в процессе культивирования с использованием 28% NHOH и 1N HCl.
(5) Удаление дрожжей
Раствор дрожжевой культуры получают после центрифугирования основной культуры в течение 10 минут при 4,910×g (MF 600, Hanil Science Industrial Co., Корея) с получением раствора дрожжей и супернатанта, составляющих 9 масс.% и 91 масс.%, соответственно.
(6) Концентрирование
Супернатант, из которого удалены дрожжи, концентрируют до концентрации сухих веществ 20% с использованием устройства для концентрирования при пониженном давлении (N 3000, Eyela, Япония) при нагревании до температуры 55°C.
(7) Комбинирование
Нерастворимые в воде компоненты, полученные после проведения процесса отделения их от растворимых в воде компонентов и хранения, как указанно выше, и ферментационный концентрат, из которого удалены дрожжи, комбинируют друг с другом.
(8) Сушка
Смесь с концентрацией сухих веществ 23% сушат до концентрации сухих веществ 95% при температуре горячего воздуха (на входе) 160°C и температуре воздуха на выходе 95°C, с использованием распылительной сушилки (SD-1000, Eyela, Япония).
(9) Текстура
Высушенный образец, полученный как указано выше, формуют с использованием двухшнекового экструдера при температуре цилиндра 140°C, с последующим охлаждением с использованием охлаждающей матрицы.
(10) Паста
Для придания аромата, вкуса и специальных функций текстурированному образцу по отдельности добавляют небольшое количество экстрактов тыквы, картофеля или морских водорослей (или келп), а также специи. После формования экструзией при высокой температуре и давлении получают готовый продукт.
Сравнение структурного коэффициента между входящими в состав компонентами начальных сырьевых материалов и таковыми в готовом продукте приведены в таблице 3.
Таблица 3
Углеводы
Жир
Белок
Пищевые волокна (бета-глюкан)
Нуклеиновые кислоты
Сырой ячмень
64,0
2,1
12,0
11,2(5,5)
0,4
Готовый продукт
28,1
2,2
36,1
21,2(8,1)
0,5
Как видно из приведенной выше таблицы 3, готовый продукт по настоящему изобретению по сравнению с сырым ячменем имеет значительно более низкое содержание углеводов, при этом содержание пищевых волокон и бета-глюкана значительно повышено. Дополнительно, поскольку содержание нуклеиновых кислот гораздо ниже рекомендованной дневной нормы потребления и содержание белка больше подходящего уровня, продукт по настоящему изобретению может быть подходящим образом использован в качестве заменителя регулярного питания.