молочный йогурт с пробиотическими культурами

Формула изобретения

Молочный йогурт с пробиотическими культурами, характеризующийся тем, что содержит нормализованное молоко с содержанием жира от 0,05 до 3,5% и сухих веществ не менее 14%, стабилизатор, сахар, функциональные ингредиенты, закваску из смеси чистых культур термофильного молочнокислого стрептококка и молочнокислой болгарской палочки, фруктовый наполнитель и бифидобактерии, заключенные в мягкие бесшовные микрокапсулы диаметром 500-2000 мкм, изготовленные экструзионным способом, внешняя оболочка которых на желатиновой основе содержит 5,8% лецитина, внутрь которой инкапсулирован наполнитель с клетками пробиотических бифидобактерий, доля которых к массе наполнителя составляет не менее 6,68%, а доля внесенных в йогурт микрокапсул составляет 0,27-0,3% к общему весу готового продукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве кисломолочных продуктов, йогуртов, цельномолочных напитков и прочих пищевых продуктов.

Основным местом обитания нормальной микрофлоры человека служит толстый отдел кишечника, в котором обитает более 400 видов микроорганизмов. К безусловно полезным микроорганизмам относятся бифидо- и лактобактерии.

Пробиотики, по определению термина, приведенного в ГОСТ Р 52349-2005, - это функциональные пищевые ингредиенты в виде препаратов, БАД или в составе пищевых продуктов, состоящие из полезных живых организмов, оказывающие благоприятное воздействие на организм благодаря нормализации состава или повышения активности нормальной микрофлоры кишечника.

Пробиотические культуры, рекомендованные НИИ питания РАМН, представлены в табл.1.

Табл.1
Микроорганизмы	Адекватный уровень потребления, КОЕ/сут.	Верхний допустимый уровень потребления, КОЕ/сут.
Бактерии рода Bifidobacterium, в том числе B.infantis, B.bifidum, B.longum, В.breve, B.adolescentis и др. с доказанными пробиотическими свойствами	5×105	5×1010
Бактерии рода Lactobacillus, в том числе L.acidophillus, L.fermentii, L.casei, L.plantarum, L.bulgaricus и др. с доказанными пробиотическими свойствами	5×10 7	5×10 9
Бактерии рода Lactococcus spp., в том числе Streptococcus thermophillus в монокультурах и в ассоциациях с пробиотическими микроорганизмами	107	109
Propionibacterium shermanii в комплексе с пробиотическими и молочнокислыми микроорганизмами	107	10 8

Бифидобактерии являются предпочтительными пробиотическими бактериями. В настоящее время бактерии типа Bifidobacterium используют во многих продуктах и часто добавляют в молочные продукты, уже содержащие традиционные йогуртовые бактерии (Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus). Необходимым качеством пробиотиков, обеспечивающим их физиологическое действие, является высокая скорость роста и совместимость с другими микроорганизмами, присутствующими в желудочно-кишечном тракте, минимальная способность пробиотиков к транслокации из просвета пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма.

Пробиотики являются живыми микроорганизмами. Использование этих живых бактерий в производстве пищевых продуктов, таких как молочные продукты, является сложным, в частности, в связи с проблемами выживаемости этих бактерий в продукте. В технологических процессах производства обогащенных пробиотиками пищевых продуктов, а также при их прохождении через пищеварительный тракт пробиотические культуры подвергаются множеству агрессивных воздействий, которые приводят к снижению их активности, частичной или полной гибели. Основными факторами риска для пробиотических микроорганизмов являются: длительное пребывание в кислой среде желудка, влияние антимикробных компонентов, содержащихся в продуктах, влияние желчных кислот, действие кислорода.

В связи с этим актуальна разработка методов защиты клеток пробиотических культур в неблагоприятных условиях кисломолочных продуктов и желудочно-кишечного тракта, при использовании которых в готовой продукции сохранялось бы максимальное число жизнеспособных клеток и не утрачивались бы их полезные свойства.

Одним из способов сохранения активности и жизнеспособности пробиотических культур в агрессивных условиях среды желудочно-кишечного тракта является капсулирование - заключение живых клеток пробиотических культур в гидроколлоидные капсулы, обеспечивающие защиту клеток и доставку питательных веществ в желудочно-кишечный тракт человека.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому являются питьевые йогурты, производимые Ульяновским ЗАО «Алев» (Радыгина А.Ф. Функциональные ингредиенты для обогащения питьевых йогуртов. Переработка молока, 2009, № 5, с.38-39). В зависимости от состава функциональных ингредиентов йогурты выпускают в широком ассортименте, отличительной особенностью которых является содержание пробиотических бифидобактерий, заключенных в микрокапсулу «Юна», импортируемых из Японии.

В качестве основного недостатка известных йогуртов можно указать то, что структура оболочки капсулы «Юна» твердая, в виде драже, т.к. в состав указанных капсул входит гидрогенизированное кокосовое масло. В результате скорость их растворения в желудочно-кишечном тракте может оказаться недостаточной для того, чтобы выполнить функцию доставки живых бифидобактерий в кишечник.

Техническим результатом заявляемого технического решения является устранение указанных недостатков, а именно производство йогурта с пробиотическими бифидобактериями, заключенными в мягкие бесшовные микрокапсулы, внешняя оболочка которых содержит лецитин и пектин.

Это достигается тем, что молочный йогурт с пробиотическими культурами характеризуется тем, что содержит молоко коровье, сухое молоко, стабилизатор, сахар, функциональные ингредиенты, закваску из смеси чистых культур термофильного молочнокислого стрептококка и молочнокислой болгарской палочки, фруктовый наполнитель и бифидобактерии, заключенные в мягкие бесшовные микрокапсулы диаметром 500-2000 мкм, изготовленные экструзионным способом, внешняя оболочка которых на желатиновой основе содержит 5,8% лецитина, внутрь которой инкапсулирован наполнитель с клетками пробиотических бифидобактерий, доля которых к массе наполнителя составляет не менее 6,25%, а доля внесенных в йогурт микрокапсул составляет 0,27-0,3% к общему весу готового продукта.

Микрокапсула защищает живые бактерии от молочной кислоты в йогуртовом продукте, от желудочного сока, от влияния желчных кислот, от действия кислорода, от других микроорганизмов. Кроме того, капсулированные пробиотические культуры обеспечивают большую стабильность клеток.

Примеры, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Процесс микрокапсулирования живых микроорганизмов пробиотических культур представляет собой создание капсул с пробиотиками в пищевых жирах. Микрокапсулы имеют плотную оболочку, выполняющую роль полупроницаемой мембраны. Клетки микроорганизмов локализуются в жире, формируемом внутри капсул. Формирование мягких бесшовных капсул осуществляется известным экструзионным способом в капсуляторной установке на выходе из жиклерного узла капсулятора, в который под давлением воздуха подается наполнитель, представляющий собой растительный жир и бифидобактерии Bifidobacterium longum, и желатиновая масса, включающая желатин, пектин, лецитин, глицерин и воду (табл.2).

Табл.2
Наименование ингредиента	Количество, кг
Жир растительный	599,0
Желатин свиной	161,0
Крахмал	40,0
Пектин	19,0
Пробиотики	40,0
Лецитин	21,0
Глицерин	120,0
ИТОГО	1000,0

Внесение лецитина позволяет ускорить растворение желатиновой капсулы в кишечнике с последующим выведением из организма холестерина.

Сформированные капсулы кремово-белого цвета имеют сферическую форму диаметром 500-2000 мкм.

Готовые микрокапсулы с клетками пробиотических культур вносят в упаковочную тару одновременно с операцией розлива в нее готового йогурта.

Вещества, стимулирующие рост и биологическую активность нормальной микрофлоры кишечника и пробиотических культур, называются пребиотиками. В соответствии с ГОСТ Р 52349-2005 пребиотик - функциональный пищевой ингредиент в виде вещества или комплекса веществ, обеспечивающий при систематическом употреблении человеком в пищу в составе пищевых продуктов благоприятное воздействие на организм человека в результате избирательной стимуляции роста или повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника.

Способность пребиотиков служить питательной средой для нормальной кишечной микрофлоры во многом обусловлена их устойчивостью к действию пищеварительных соков и ферментов, благодаря которой они не адсорбируются и не гидролизуются в верхних частях желудочно-кишечного тракта, доходя без изменений до места обитания бифидобактекрий.

В кишечнике пребиотики защищают от повреждений эпителий кишечника и способствуют адгезии клеток бифидобактерий на внутренней поверхности стенок кишечника. Пребиотики стимулируют выработку иммуномодулирующих веществ полезной микрофлорой кишечника. В процессе ферментации пребиотиков углеводной природы образуются уксусная, молочная, пропионовая и масляная кислоты, снижающие значение рН в толстом кишечнике, способствуя, таким образом, уничтожению патогенных микроорганизмов и прекращению образования токсичных и канцерогенных продуктов белкового гниения. Некоторые пребиотики нормализуют уровень холестерина и глюкозы в крови, а также связывают и выводят из организма некоторые токсичные вещества, поступающие с пищей.

Функциональные пищевые ингредиенты, представляющие собой комбинации пробиотиков и пребиотиков и оказывающие синергический эффект на физиологические функции и метаболические реакции организма человека, называют симбиотиками. Повышенный физиологический эффект симбиотиков обусловлен тем, что в присутствии пребиотиков полезные бактерии развиваются в 1,5-2 раза быстрее. Пребиотики из группы пищевых волокон быстрее доставляют молочнокислые бактерии в средний и нижний отделы кишечника.

Йогурт функциональный Normula вырабатывается из коровьего пастеризованного и нормализованного по массовым долям жира и сухих обезжиренных веществ молока, стабилизатора, сахара путем сквашивания смесью чистых культур термофильного молочнокислого стрептококка и молочнокислой болгарской палочки, с добавлением функциональных ингредиентов, фруктового наполнителя, витамина D3 и микрокапсул с бифидобактериями. Продукт предназначен для непосредственного употребления в пищу.

Функциональный йогурт Normula Beauty содержит специально подобранный комплекс активных элементов: микрокапсулы с пробиотическими микроорганизмами, цитрат кальция, витамин D3, экстракт зеленого чая, коэнзим Q10, изофлавоны, концентрат черники и пищевые волокна.

Состав: молоко обезжиренное, сахар-песок, фруктоза, инулин, лактулоза, концентрат черники, пищевые волокна, концентрат виноградного сока, стабилизаторы (пектин, камедь рожкового дерева, гуаровая камедь), экстракт зеленого чая, соевые изофлавоны, коэнзим Q10, лактаза, витамин D3, цитрат кальция, биомасса бифидобактерий Bifidobacterium longum, вода.

Кальций и витамин D3 (для усвоения кальция) необходим нашему организму всегда для роста волос, костей, ногтей.

Экстракт зеленого чая - эффективное тонизирующее, общеукрепляющее средство, способствует повышению жизненного тонуса. Является вспомогательным средством при контроле за массой тела, при умственном и физическом переутомлении.

Коэнзим Q10 - омолаживает организм за счет восстановления клеточного дыхания и увеличивает продолжительность активной жизни.

Способствуют замедлению ангиогенеза (развитие раковых опухолей). Кроме того, эти фитоэкстрагены способствуют сохранению в организме кальция, уменьшают отрицательные симптомы в менопаузный период у женщин.

Изофлавоны - природный аналог женских гормонов.

Концентрат черники способствует здоровью органов зрения.

Пищевые волокна нормализуют функции желудочно-кишечного тракта.

Наличие и сочетание в йогурте таких веществ способствуют улучшению состояния кожи, волос, ногтей и внешнего вида в целом.

Функциональный йогурт Normula Harmony содержит микрокапсулы с пробиотическими микроорганизмами, куркуму, корень солодки, фукус, ликопин, ликорайс, лактазу, лактулозу, инулин.

Состав: молоко обезжиренное, сахар-песок, фруктоза, инулин, лактулоза, фукус, корень солодки, наполнитель «слива», наполнитель «яблоко-банан-злаки», стабилизаторы (пектин, камедь рожкового дерева, гуаровая камедь), ликопин, куркума, лактаза, микрокапсулы с бифидобактериями Bifidobacterium longum, вода.

Куркума наделяет энергией, очищает кровь, способствует образованию новых кровяных клеток, улучшает пищеварение.

Лакричник (корень солодки, ликорайс) - обладает противовоспалительным, тонизирующим, противоаллергическим действием, укрепляет естественные защитные силы организма.

Фукус - морская водоросль, нормализует обмен веществ.

Лактаза - фермент, секретируемый железами тонкого отдела кишечника, катализирует превращение лактозы (молочного сахара) в глюкозу и галактозу в процессе переваривания пищи.

Место действия лактулозы - толстая кишка, где лактулоза нормализует микрофлору.

Инулин - это природный полисахарид, является полимером фруктозы.

Снижает уровень сахара в крови и выводит из организма токсины.

Ликопин - относится к семейству каротиноидов, которые в комбинации действуют как антиоксиданты, детоксиканты на ферментативном уровне, протекторы рецепторов гормонов. Они способствуют здоровой клеточной дифференцировке и естественному апоптозу поврежденных клеток, а также поддерживают защитную функцию иммунной системы. Ликопин - красный пигмент, находящийся в таких плодах, как томат, абрикос, розовый грейпфрут, гуава, арбуз и папайя.

Функциональный йогурт Normula Active содержит микрокапсулы с пробиотическими бифидобактериями, цитрусовые волокна, инулин, экстракт корня женьшеня, лактулозу, лактазу.

Состав: молоко обезжиренное, сахар-песок, фруктоза, инулин, лактулоза, пищевые цитрусовые волокна, экстракт женьшеня, наполнитель «слива», концентрат апельсинового сока, эмульсия «апельсин», стабилизаторы (пектин, камедь рожкового дерева, гуаровая камедь), лактаза, микрокапсулы с бифидобактериями Bifidobacterium longum, вода. Цитрусовые волокна составляют основу выжимок цитрусовых, они необходимы для правильной работы всех систем желудочно-кишечного тракта.

Инулин - это природный полисахарид, является полимером фруктозы.

Снижает уровень сахара в крови и выводит из организма токсины.

Экстракт корня женьшеня воздействует на обмен веществ, мобилизует защитные функции кожи, улучшает ее сопротивляемость к инфекционным заболеваниям.

Лактулоза и лактаза необходимы для улучшения микрофлоры в толстом и тонком отделе кишечника.

По органолептическим показателям йогурт соответствует требованиям, приведенным в табл.3.

Табл.3
Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид и консистенция	Однородная, в меру вязкая; при добавлении стабилизатора - желеобразная или кремообразная; при использовании вкусоароматических пищевых компонентов и микрокапсул с Bifidobacterium longum, с их наличием. На поверхности допускается незначительное отделение сыворотки.
Вкус и запах	Чистый, кисломолочный; в меру сладкий, с ароматом внесенного ингредиента
Цвет	Молочно-белый, равномерный по всей массе. При использовании пищевых добавок - обусловленный цветом внесенного ингредиента.

По физико-химическим показателям йогурт соответствует требованиям, указанным в табл.4.

Содержание витамина D в йогурте функциональном Normula Beauty должно составлять 2,5 мкг/100 мл.

Количество молочнокислых микроорганизмов КОЕ в 1 г продукта в конце срока годности должно быть не менее 10⁷.

Количество бифидобактерий КОЕ в 1 г продукта в конце срока годности должно быть не менее 10⁶.

По микробиологическим показателям йогурт соответствует Техническому регламенту на молоко и молочную продукцию, утвержденному Федеральным законом от 12.06.2008 № 88-ФЗ, в редакции ФЗ от 22.07.2010 № 163-ФЗ.

Табл.4
Наименование показателя	Норма для йогурта функционального Normula
Массовая доля жира, %,	От 0,05 до 3,5
Массовая доля белка, %, не менее	3,2
2,8 (при добавлении компонентов)
Массовая доля сахарозы, %,	От 4 до 7 включ.
Массовая доля сухих обезжиренных веществ молока (СОМО),%, не менее	14,0
Кислотность, Т°	От 75 до 150 включ.
Активная кислотность, рН	От 3,6 до 4,4 включ.
Температура продукта при выпуске с предприятия, °С	От 2 до 6 включ.

По содержанию токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, радионуклидов, пестицидов и ингибирующих веществ йогурт должен соответствовать Техническому регламенту на молоко и молочную продукцию, утвержденному Федеральным законом от 12.06.2008 № 88-ФЗ, в редакции ФЗ от 22.07.2010 № 163-ФЗ.

Краткий технологическийпроцесс производства функциональных йогуртов.

Отобранное по качеству сырое молоко взвешивают, фильтруют от механических примесей, охлаждают до температуры (4±2°С) и временно резервируют в емкостях для хранения не более 6 часов. Далее молоко очищают на центробежном молокоочистителе при температуре 40-45°С и охлаждают до температуры (4±2°С).

Молоко сепарируют на сепараторах - сливкоотделителях:

- полученные сливки охлаждают до температуры (4±2)°С и направляют на хранение в резервуар;

- обрат пастеризуют при температуре (74±2°С) с выдержкой 20 с и охлаждают до температуры (4±2)°С. Пастеризованный обрат хранится при температуре (4±2)°С не более 6 часов.

Затем обрат и сливки направляются для дальнейшей нормализации.

Молоко нормализуют по массовой доле жира и сухих веществ с таким расчетом, чтобы массовая доля жира и сухих веществ в готовом продукте была не менее массовой доли жира, предусмотренной рецептурами и/или нормативным документом на данный вид кисломолочного напитка.

Нормализацию проводят в резервуаре, где смесь подвергают перемешиванию с помощью мешалки.

Сахар-песок предварительно просеянный смешивают со стабилизатором и очищенной водой. Минимальная масса воды, в которой растворяют сахар, должна в 3-4 раза превышать массу растворяемого сахара. Смесь вымешивают до полного растворения сахара при температуре 60-70°С и добавляют функциональные добавки.

Подготовленную смесь гомогенизируют при температуре 60-70°С и давлении 12-15 МПа, затем сахарный сироп пастеризуют при температуре 95-97°С с выдержкой 30 секунд и охлаждают до температуры 4±2°С с одновременным перекачиванием в резервуар для временного хранения.

Нормализованную смесь направляют на подогрев на пластинчатом теплообменнике в секции регенерации до температуры 60-70°С и гомогенизируют на гомогенизаторе при давлении 12-15 МПа. Гомогенизация проводится с целью дробления жировых шариков. В результате чего происходит перераспределение их оболочечного вещества. Как следствие, происходит улучшение вкуса и консистенции продукта.

Гомогенизированную смесь пастеризуют при температуре 95-97°С с выдержкой 30 с.

После выдержки молочную смесь охлаждают в пластинчатом пастеризаторе, в секции охлаждения до температуры заквашивания и направляют в емкость.

Процесс заквашивания и сквашивания смеси осуществляется в резервуарах для кисломолочных продуктов, имеющих водяные рубашки, снабженных мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание смеси с закваской и молочного сгустка.

Смесь заквашивают культурами термофильного стрептококка и болгарской палочки согласно спецификации фирмы-изготовителя, в количестве, предусмотренном рецептурой на конкретный вид продукта.

Для лучшего перемешивания смеси с закваской добавление производят при включенной мешалке. Перемешивание заканчивается через 15 мин после внесения закваски (время может изменяться в зависимости количества смеси).

Смесь сквашивают при температуре от 38 до 42°С до образования молочно-белкового сгустка активной кислотностью рН от 4,15 до 4,3. Продолжительность сквашивания 4-6 часов.

По окончании сквашивания сгусток перемешивают и перекачивают в другой резервуар с одновременным охлаждением в потоке на охладителе до температуры 4±2°С.

В перемешанный и охлажденный сгусток вносят, в зависимости от вида выпускаемого йогурта, сахарный сироп с функциональными добавками и сокосодержащие добавки. После этого сгусток вновь перемешивают в течение 5-10 мин и подают на розлив.

Гомогенизация готового йогурта производится при давлении 15-20 МПа с одновременной подачей на фасовочный автомат.

Микрокапсулы с бифидобактериями вносятся дозатором в стерильные пластиковые бутылочки из расчета 2,7-3,0 кг на 1000 кг йогурта.

Количество пробиотических культур (микроорганизмов) составляет не менее 4% от массы капсулы.

В пластиковые стерильные бутылочки с капсулами бифидобактерий разливается готовый йогурт, маркируется и формируется в групповую упаковку.

Готовый функциональный йогурт хранится при температуре 4±2°С не более 21 суток.