«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕННОГО АЦИДОФИЛЬНОГО ПРОДУКТА С ПОВЫШЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТЬЮ И ПРЕБИОТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ...»

Продукты данного направления позволяют:

изменить и улучшить органолептические свойства повседневных продуктов, обеспечивать их антиоксидантные свойства;

повысить содержание жизненно важных для организма биологически активных веществ;

оказывать благотворное влияние на организм, способствовать развитию пробиотической микрофлоры;

формировать требуемую консистенцию данного продукта.

функциональные кисломолочные напитки дают огромный эффект с целью профилактики и лечение многих заболеваний и кроме того, положительно влияют на общее состояние организма.

В современной промышленности для профилактики и коррекции нарушений в пищеварительном тракте в больших масштабах используют пребиотики – вещества, селективно стимулирующие рост микроорганизмов в кишечнике (прежде всего бифидобактерий и лактобацилл), улучшающие физиологические функции организма, связанные с работой симбиотической микрофлоры кишечника [22, 74, 97, 110].

кисломолочных напитков, обогащенных пребиотиками и натуральными ингредиентами, богатыми витаминами, макро- и микроэлементами, аминокислотами и пищевыми волокнами, обладающими направленным действием, является актуальной и целесообразной.

1.2. Пребиотики и их применение в пищевой промышленности Пребиотик – это функциональный пищевой ингредиент в виде вещества или комплекса веществ, обеспечивающий при систематическом употреблении в пищу в виде препаратов или в составе пищевых продуктов, благоприятное воздействие на организм человека в результате нормализации состава и (или) биологической активности нормальной микрофлоры кишечника [26, 74, 119].

Одним из чрезвычайно перспективных, безопасных и биорациональных и экономически выгодных направлений является масштабное производство и широкое применение натуральных полифункциональных биологически активных веществ, обладающих гарантией безопасности и широкой сферой применения в области экологии, питания и здоровья населения [22, 26,84, 117].

За последние десятилетия пребиотики, в составе пищевых продуктов, биологически активных добавок и лекарственных препаратов, вошли в повседневный рацион различных групп населения с целью профилактики и коррекции нарушений кишечного микробиоценоза.

Известен целый ряд веществ, способных при малых концентрациях стимулировать рост и повышение биологической активности нормальной микрофлоры организма человека и способность не распадаться под действием ферментов организма, благотворно влияющих на него путем селективной кишечника. Химическая природа пребиотиков разнообразна. Основными видами пребиотиков являются: ди- и трисахариды; олиго- и полисахариды;

многоатомные спирты; аминокислоты и пептиды; ферменты; органические антиоксиданты; полезные для человека растительные и микробные экстракты и другие [22, 26, 92, 116].

воздействию гидролаз верхних отделов желудочно-кишечного тракта и расщеплению только под действием ферментов нормальной микрофлоры толстого кишечника. К другим физиологическим эффектам пребиотиков стоит отнести выведение из организма токсинов, защиту эпителия кишечника, усиление иммунной активности нормофлоры кишечника, антитоксическое, антиканцерогенное действие и др.[6, 116, 119].

Среди искусственно созданных пребиотиков можно выделить лактулозу, полидекстрозу, среди натуральных – инулин, фруктоолигосахариды.

Пребиотики применяются для обогащения продуктов практически во всех кондитерской, масложировой [38, 92].

История использования пребиотиков уходит в глубину веков. Данные археологических раскопок в разных частях мира показывают, что пребиотики употреблялись в пищу человеком более 40 тысяч лет назад. Исследования хорошо сохранившихся древних стоянок в местах с засушливым климатом и медленной эрозией почв позволили предположить, что ежедневный рацион древнего человека содержал около 200 г различных пищевых волокон, в том числе до 50 г инулина, встречающегося во множестве корнеплодов.

Современный рацион, наоборот, содержит мало волокон, зато много жиров и очищенных углеводов. В большинстве развитых стран ежедневное потребление пищевых волокон составляет менее 20 г, а пребиотиков не превышает 2-4 г [66].

Олигофруктозу получают из инулина в результате ферментативного гидролиза. Она представляет собой укороченный вариант цепочек фруктового сахара (до 10 ед. сахара) и является важнейшим представителем пребиотиков.

Олигофруктоза – это растворимые балластные вещества, чем и обусловливается их физиологическое действие. Они способствуют полноценной работе кишечника (толстой кишки), регулируют его моторноэвакуаторную функцию. Олигофруктоза присутствует в растениях (свыше 36000 видов) и служит резервным углеводом. Этот пребиотик находят в овощах - в цикории, артишоках, козельце, топинамбуре (земляная груша), луке и чесноке, т.е. он является компонентом нашего питания. Регулярное употребление олигофруктозы приводит к положительным изменениям флоры кишечника.

Наряду с непосредственными положительными эффектами (улучшением перистальтики кишечника и состава микрофлоры) олигофруктоза дает еще целый ряд опосредованных эффектов, обеспечиваемых всасыванием метаболитов (короткоцепочечных жирных кислот) через стенки кишечника [67].

Предполагается, что при сбалансированном питании организм получает в день от 4 до 12 г олигофруктозы. Олигофруктозу, которая поступает в продажу, получают в основном в Бельгии и Нидерландах экстракцией из корней цикория [66, 67].

За 15 лет существования на рынке коммерческих продуктов инулина и олигофруктозы было проведено около 400 научных исследований их различных полезных для здоровья свойств. Ни один в мире пребиотик не может отличиться таким рядом свойств. Большинство исследований опубликовано в самых лучших и авторитетных научных журналах по нутрициологии. В самое ближайшее время на прилавках наших магазинов появится детское питание для самых маленьких, в состав которого включена олигофруктоза, а так же появится фруктоза с олигофруктозой в потребительской упаковке [67, 88].

Олигофруктоза уже признана в Европе в качестве пищевой добавки.

Кроме того, в Германии и в большинстве других европейских стран она имеет статус «балластного вещества». В Европе можно найти около 1000 продуктов с содержанием олигофруктозы. Её используют при производстве йогурта и других молочных продуктов, хлебобулочных и злаковых изделий, напитков с балластными веществами, десертов, шоколадных и кондитерских изделий, диетических продуктов, в питании для грудных детей. Кроме того, олигофруктоза может использоваться в ароматизированных и фруктомолочных напитках в качестве заменителя сахара и диетической добавки, а так же может использоваться в диабетической и низкоуглеводной диетах за счёт низкой калорийности – 1,5 кал/г.

Фруктоолигосахариды отчасти могут заменять такие нежелательные энергетические вещества, как жир и сахар. Они служат благоприятным бифидобактерий, которые расщепляют их в жирные кислоты, молочную кислоту и углекислый газ. Благодаря повышенной выработке кислот в кишечнике понижается уровень рН. Нежелательные микроорганизмы (болезнетворные бактерии), как, например, клостридии (возбудители процессов гниения), целенаправленно вытесняются. Доля присутствия бифидобактерий значительно увеличивается. Наряду с подкислением кишечной среды бактерицидные субстанции, выделенные бифидобактериями, отвечают также за вытеснение существующих микроорганизмов. В противоположность другим растворимым балластным веществам, как, например, пектин и гуммиарабик, фруктоолигосахариды избирательно способствуют росту и активности полезных микроорганизмов, оздоровляющих микрофлору в кишечнике. На стимулирующем воздействии бифидобактерий основаны многочисленные физиологические эффекты:

поддержание баланса кишечной микрофлоры;

уменьшение содержащихся в крови жиров (триглицеридов);

обеззараживание вредных, отчасти канцерогенных метаболитов в кишечнике (превентивное действие против рака толстой кишки) [13, 88].

Многолетние опыты зарубежных ученых доказывают положительный эффект при приеме олигосахаридов (олигофруктозы и инулина). Берингер и Венгер (1955) не обнаружили повышения уровня сахара в крови больного диабетом, принимавшего ежедневно 50 г олигосахаридов (олиговруктозы и инулина). М. Роберфройд (Католический университет в Лувене, Бельгия, 1993) доказал, что включение олигосахаридов в рацион питания оказывает положительный эффект – увеличение объема стула, понижение уровня рН в кишечнике, сокращение времени прохождения пищи в кишечнике, положительное влияние на параметры свойств крови. Ван Доккум с сотр. (1999) исследовал 12 здоровых мальчиков-подростков, получавших «голландскую диету» (с высоким содержанием молока и пищевого волокна) и принимавших инулин и олигофруктозу. Они имели оптимальные липидные показатели крови (холестерина и триглицеридов). Через 3 недели после начала приема инулина и олигофруктозы (15 г/день) их липидные показатели крови остались на том же уровне.

Принимая во внимание вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что применение олигофруктозы в производстве кисломолочных продуктов будет способствовать благотворному влиянию на общее состояние организма. Это связано с тем, что олигофруктоза – значимый компонент для питания и развития собственной микрофлоры кишечника нашего организма.

Следовательно, обогащённые олигофруктозой кисломолочные продукты будут обеспечивать защитные функции организма и способствовать укреплению иммунитета.

Пчеловодство издавна служит человеку источником не только меда, но и других ценных продуктов. Воск применяется в различных отраслях промышленности. Пчелиная обножка, собираемая пчелами, находит широкое применение в медицине и, особенно во врачебной косметике. Пчелиная обножка в последнее время пользуется таким огромным успехом, что ее по значению вполне можно поставить рядом с медом [12, 44, 89, 90, 94].

окрашенный в разные цвета, в зависимости от вида растений, причем пыльца насекомоопыляемых растений, о которой пойдет речь, крупнее, чем пыльца ветроопыляемых (до 250 мкм), или, наоборот, очень мелкая (2-5 мкм), но очень клейкая (Рисунок 1) [28, 43, 112].

Сухая пыльца представляет собой зернистую легкую сыпучую массу, не разминающуюся в пальцах, с размером зерен 4,0-10,0 мм. Цвет пыльцы – от желтого до черного, запах свойственный – медово-цветочный, вкус – сладковатый, пряный, иногда горьковатый или кисловатый; присутствие ядовитых примесей не допускается; масса неядовитых примесей не должна превышать 0,1 %; массовая доля воды – не более 12 %, сырого протеина – не менее 23,5 %, сырой золы – не более 4 %, золы минеральных примесей – не более 0,6 %, флавоноидных соединений – не менее 10 %; активная кислотность пыльцы – не менее 4,04 ед. pH [27, 82, 89, 112, 120].

Поскольку очень трудно различить по сортам пчелиную обножку, собранную с разных растений, приходится иметь дело, как правило, с ее смесью. Пыльцевые зерна имеют чрезвычайно разнообразную форму. На сушеную цветочную пыльцу, собранную пчелами с цветущих растений, распространяется действие ГОСТ 28887-90 «Пыльца цветочная (обножка)».

Этим документом регламентируется использование пыльцы в пищевых целях и для промышленной переработки в пищевой промышленности, пчеловодстве и других отраслях народного хозяйства [52, 44, 90, 94, 108].

Рисунок 1 - Зёрна цветочной пыльцы различных растений:1 - акация белая; 2 – боярышник; 3 – василёк голубой; 4 – вереск; 5 – вишня; 6 – гречиха; 7 – горчица; 8 – ива; 9 – капуста; 10 – липа; 11 – кукуруза; 12 – клевер белый; 13 – клевер шведский; 14 – клевер красный; 15 – люцерна; 16 – малина; 17 – маргаритка; 18 – мальва; 19 – мак; 20 – огурец; 21 – Пчелиная обножка представляет собой мужские половые клетки цветковых растений. Во время посещения цветковых растений к мохнатому телу пчелы прилипает множество пыльцевых зерен. Чтобы не растерять их и для удобства перенесения, пчёлы, в цветке или в воздухе во время полета, щеточками ног утрамбовывают в виде комочков в специальные сумочки на лапках. А чтобы комочки ссыпались, пчелы обрабатывают их слюнными железами и нектаром. Пыльца, собранная пчелами, получает название пыльцыобножки [44, 82, 89]. Многие пчеловоды собирают пыльцу-обножку с помощью специальных приспособлений — пыльцеуловителей. Без вреда для пчелиной семьи человек может взять у нее до половины всей собранной пыльцы.

Остальное же «сырье» должно обязательно оставаться в распоряжении пчел.

Они используют пыльцу для выработки вноска и маточного молочка, для кормления личинок. Но большую часть пыльцы пчела переработает в пергу пыльцу, обработанную железами пчел и запечатанную в сотах про запас [11, 28, 113, 120].

Зерна пчелиной обножки являются «сокровищницей» чудеснейших пищевых и лекарственных веществ: белков, жиров, углеводов, различных витаминов, ферментов, минеральных и фитонцидных веществ и др. Доказано, что для полноценного развития человеческому организму необходим белок, содержащий все десять незаменимых аминокислот (аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин), которые могут поступать в организм с пищей, так как не синтезируюся организмом. Пчелиная обножка в своем составе содержит в больших количествах все заменимые и незаменимые аминокислоты, из которых создаются клетки организма. Кроме того, каждое пыльцевое зернышко пчелиной обножки содержит: витамины С (аскорбиновая кислота), В (анеарин), В2 (рибофлавин), В6 (пиридоксин), В5 (РР-никотиновая кислота), В (пантотеновая кислота), Н (биотин), В9 (фолиевая кислота), провитамин А (каротин), D (кальциферол), Е (токоферол), Р (рутин) и др. [11, 44, 108, 113, 120].

Доказано, что пчелиная обножка содержит не менее 28 элементов таблицы Менделеева: натрий, калий, никель, титан, ванадий, хром, фосфор, циркон, берилл, цинк, свинец, серебро, мышьяк, олово, галлий, стронций, барий, уран, кремний, алюминий, магний, марганец, молибден, медь, кальций, железо, медь, кобальт. Особенно велико содержание калия так необходимого организму для поддержания сердечной мышцы. Есть в пчелиной обножке и жизненно очень важные для человеческого организма кальций, фосфор, фитогормонами и бактерицидными веществами [27, 44, 112, 120]. Из липидов в пыльце содержатся жиры и жироподобные вещества – фосфолипиды, фитостерины и др. В составе жиров пчелиной обножки обнаружены лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, арахидоновая, олеиновая, линолевая, линоленовая и другие жирные кислоты. В пыльце гречихи и клевера, собираемой пчелами, обнаружена арахидоновая кислота, которая в основном встречается только в животных жирах [44, 90, 94, 108].

холинфосфоглицериды (лецитины), инозитфосфоглицериды, этаноламинфосфоглицериды (кефалины), фосфатидилсерины и др. Эти и подобные входят в состав полупроницаемых мембран клеток человеческого организма и принимают активное участие в процессе обмена веществ.

фитостеринов (0,6—1,6 %), среди которых большую часть занимает 3фитостерин, оказывающий противоатеросклеротическое действие и являющийся антагонистом холестерина в организме. [46, 87, 89, 112].

Так же в пчелиной обножке обнаружены большое количество углеводов (порядка 30 %), основные представители которых глюкоза и фруктоза. Из других сахаров в пчелиной обножке обнаружены дисахариды — мальтоза и сахароза, полисахариды — клетчатка, крахмал, пектиновые вещества. В больших количествах в составе пчелиной обножки содержатся фенольные соединения — флавониды и фенолокислоты. Это группа веществ, которая обладает довольно широким спектром действия на организм человека – капилляроукрепляющим, противовоспалительным, противоатеросклеротическим, радиозащитным, противоокислительным, желчегонным, мочегонным, противоопухолевым и др. [11, 90, 94, 112, 120].

Даже такие полноценные продукты, как яйцо и цельное молоко, полностью не могут заменить пчелиную обножку. По содержанию белка пчелиная обножка превосходит семена зерновых культур. Так, зерна ржи содержат 11 % белка, а пыльца ржи – 40 %; орехи (ядра) - 11,6 %, а пчелиная обножка орешника – 30 %. Однако высокая ценность пчелиной обножки растений определяется не только содержанием белка, но и других весьма важных веществ, в первую очередь гормонов, ферментов, витаминов и др. [12, 44, 82, 113].

В составе пчелиной обножке содержится большое количество рутина, который практически выполняет программу профилактики сердечных заболеваний. В пчелиной обножке также содержатся ферменты, играющие важную роль в процессах обмена веществ. Содержащиеся в пчелиной обножке бактерицидные вещества, активизируют организм на борьбу с вирусами и бактериями.

Ферменты, содержащиеся в пчелиной обножке, очень важны при обменных процессах организма – регулируют (ускоряют или замедляют) важнейшие биохимические процессы [11, 90, 108, 113].

Пчелиная обножка имеет также важное диетическое значение. Она входит в состав не только высокоактивных терапевтических и профилактических препаратов, но и витаминных и диетических продуктов питания. Известно, что индейцы доколумбовой Америки употребляли в пищу пчелиную обножку, а именно – готовили вкусные пироги с начинкой из пчелиной обножки [44, 90, 112, 113].

Из-за высокого содержания витаминов и микроэлементов пчелиная обножка и перга применяются в комплексной терапии при лечении сердечнососудистых заболеваний, атеросклероза, воспаления мозговых оболочек, при нервных и психических заболеваниях, при нарушении эндокринной системы, предупреждает кровоизлияния. Особенно людям, перенесшим инфекционные заболевания, и больным людям во время послеоперационного периода [11, 27, 28].

Пчелиная обножка рекомендуется при физическом истощении организма, анемии, в восстановительный период после тяжелых заболеваний.

Употребление пчелиной обножки повышает иммунитет, а потому советуют ее употреблять в периоды эпидемий гриппа и для поднятия уровня гемоглобина в крови.

Пчелиная обножка облегчает состояние метеочувствительных людей. Ее рекомендуется принимать в неблагоприятные по метеоусловиям дни.

антисклеротическими свойствами [27, 44, 113, 120].

Вообще, для лечения сердечно-сосудистых заболеваний пчелиная обножка универсальна. Так, она улучшает состояние гипотоников, снимает головокружения, предотвращает головные боли. Хороший эффект дает пчелиная обножкапри ишемической болезни сердца, пороках сердца, кардионеврозах, миокардодистрофии, ревматизме.

фитотерапевтических средств, а комплексный прием продуктов пчеловодства (пыльцы, меда, маточного молочка) приводит к наилучшему эффекту при хронических заболеваниях легких и других органов дыхания [28, 46, 87, 108].

Многие женщины, в стремлении сохранить фигуру, принимают пчелиную обножку во время курсов диет или голодания, предотвращая тем самым распад белков в организме, в то время как объем жировых тканей заметно уменьшается.

Ряд медиков предупреждает, что потребление большого количества пчелиной обножки может вызвать нарушение витаминного равновесия организма. Поэтому после курса лечения пчелиной обножкой необходим перерыв.

Аллергики иногда опасаются принимать пчелиную обножку. Им не следует ее бояться: пчелиная обножка, принимаемая внутрь, в отличие от той, которая разносится ветром, не вызывает аллергии. Пчелиная обножка и перга вообще не могут стать источником аллергии, поскольку они проходят обработку секретом желез пчелы, при которой соединения-аллергены разрушаются [46, 87, 120].

Но есть и противопоказания - пчелиная обножка противопоказана тем людям, которые страдают аллергией именно на этот продукт. Таких людей значительно меньше, чем вообще аллергиков, испытывающих недомогание во время цветения растений. Прием пчелиной обножки с медом не рекомендуется людям, страдающим выраженными формами сахарного диабета [11, 27, 28, 112].

Пчелиная обножка благотворно действует на организм не только за счет содержащихся в ней витаминов, а так же за счет антимикробных свойств. По результатам проводимых опытов в продуктах обмена мышей, в рацион которых входила пчелиная обножка, практически отсутствовали микробы. Прибавление в корм мышей даже незначительного количества пчелиной обножки (1 часть на 26600) вызывало замедление роста опухолей, а в некоторых случаях (в 7 из 43) у опытных мышей опухоли совсем не развивались. Наблюдения показали, что у детей, получавших в течение 1-2 месяцев пчелиную обножку, было отмечено увеличение количества эритроцитов (красных кровяных шариков) на 25-30 %, а гемоглобина - на 15 % [87, 94, 113].

Двое известных ученых сообщили Французской академии о том, что их клинические наблюдения показали положительную динамику терапевтического эффекта от применения пчелиной обножки при лечении больных детей, страдавших анемией (малокровием); благодаря цветочной пыльце содержание эритроцитов и гемоглобина быстро повышалось и приводило к выздоровлению.

У больных, страдавших хроническим колитом (воспаление толстой кишки), от лечения пчелиной обножкой получен хороший эффект [44, 46, 108].

Французский ученый – Ален Кайас, автор книги «Пыльца» (Франция, 1966) установил, что пчелиная обножка это мощный иммуномодулятор, пыльцу, являющуюся сильным аллергеном, обработана нектаром растений и слюной пчел, и вследствие этого практически лишена аллергических свойств.

Поэтому пчелиная пыльца, стимулируя иммунную систему, сама является сильным средством, предупреждающим аллергию на другие факторы. Так же пищеварительную систему [44, 46, 82]. Известный российский апитерапевт – профессор Синяков А.Ф. считает, что использование в рационе пчелиной обножки поможет справиться с любым заболеванием, дело только в продолжительности приема. Н.З. Хизматуллина – заслуженный врач РФ, автор книги «Апитерапия» (Россия, 2005), вице-президент компании «Тенториум», опытный специалист в области апитерапии, ученица д.м.н. Э.А. Лудянского, утверждает что 30 гр. пчелиной обножки способны восполнить суточную потребность человека в незаменимых аминокислотах, а так же свойство пчелиной обножки практически не вызывать аллергических реакций, поскольку ферменты из слюны пчел, которыми она вымочена, разрушают пыльцевые аллергены [46, 112, 120]. Рэми Шовен – французский этолог, в 1957 году установил, что пчелиная обножка положительно влияет на функцию эндокринных желез за счет содержания в ее составе фитостеринов.

Биологически активные продукты пчеловодства, такие, как пчелиная обножка, прополис, маточное молочко и пчелиный яд, находят широкое применение в медицине, косметике и пищевой промышленности. Например, в Научно-исследовательском институте пчеловодства разработаны в качестве пищевой добавки разнообразные композиции: пчелиная обножка с медом или сахаром «Радуга» (ТУ 10 РФ 634—90); мед с пчелиной обножкой «Полянка»

(ТУ 10 РФ 989—92); драже с пчелиной обножкой сухое (ТУ 10 РФ 1011—92);

мед с пчелиным маточным молочком «Апитонус» (ТУ 10 РФ 735—92); мед с прополисом «Тополек» (ТУ 10 РФ 1160—93); мед с пчелиной обножкой и маточным молочком «Апифитотонус» (ТУ 9882-080-00008064—95); мед с маточным молочком и прополисом «Апиток» (ТУ 9882-079- 00008064—95). На основе меда и пчелиной обножки создан напиток медовый «Юбилейный» (ТУ 10 РФ 1046—93) [41, 43, 52].

использование пчелиной обножки в производстве кисломолочных напитков целесообразно и актуально.

1.4. Характеристика и свойства сквашивающих бактерий Для эффективной разработки новых продуктов особое внимание следует уделять применяемой закваске, в которой должны быть интегрированы и сбалансированы три параметра: скорость сквашивания, консистенция и вкус кисломолочных продуктов представляет собой сложную систему химических преобразований, происходящих в молочном сырье в следствии действия микрофлоры заквасок.

Закваска – специально подобранные непатогенные, нетоксигенные микроорганизмы и/или ассоциации микроорганизмов, преимущественно молочнокислых, используемые для изготовления продуктов переработки молока [22, 81].

Развитие микрофлоры заквасок состоит из следующих этапов: адаптация к условиям питательной среды; синтез ферментов; сбраживание углеводов (лактозы) с образованием молочной и других кислот; продуцирование жизнедеятельности заквасок образуется определенность кислотность в молочных продуктах, оказывающая влияние на структурообразование продукта, а также формируется специфический вкус и аромат. Зачастую в молочнокислые бактерии, достаточно быстро размножающиеся в молоке.

Одним из основных свойств действия молочнокислых бактерий является способность ферментировать лактозу с образованием молочной кислоты молочнокислых бактерий, входящие в состав заквасочной микрофлоры, выполняют ряд важных функций:

осуществляют трансформацию основных компонентов молока в ферментированных молочных продуктов, их биологическую и питательную ценность;

препятствуют росту и метаболизму потенциальных патогенных бактерий;

участвуют в формировании структуры и консистенции продуктов;

придают продуктам диетические и лечебно-профилактические свойства [22, 75, 115].

1.4.1. Ацидофильная палочка для производства обогащенного В настоящее время молокоперерабатывающими предприятиями освоено производство различных видов кисломолочных продуктов, но наиболее ацидофильная, паста ацидофильная и молоко ацидофильно-дрожжевое.

В 1903 г. в Петербурге врач И.О. Подгаецкий выделил молочнокислую палочку, названную ацидофильной. И в ходе исследований удалось установить, что ацидофильная палочка действенна и эффективно приживается в кишечнике [6, 75, 105].

Ацидофильная палочка — одна из разновидностей молочнокислых бактерий, но характерно, что она не разрушается, как другие, под действием агрессивной среды желудка, а лучше, чем другие молочнокислые бактерии, приживается в толстых кишках человека, а продукты ее жизнедеятельности обладают широким бактерицидным действием, то есть угнетают рост патогенных микроорганизмов, подавляют гнилостные и бродильные процессы.

Благодаря повышенному содержанию витаминов группы В ацидофильные напитки необходимо употреблять при недостатке в организме этих витаминов.

Ацидофильные бактерии проявляют выносливость и довольно устойчивы к действию антибиотических и химиотерапевтических препаратов. Они активно подавляют многие виды патогенных (болезнетворных) и условно-патогенных микроорганизмов, способствуя восстановлению собственной нормальной микрофлоры кишечника [9, 92, 114, 117].

Ацидофильные бактерии в ходе жизнедеятельности выделяют ферменты, которые способствуют активному перевариванию белков, жиров и углеводов, усвоению микроэлементов, незаменимых аминокислот, а также обладают высокой витаминообразующей способностью. Ацидофильные бактерии стимулируют выработку организмом интерферона, который играет очень важную роль в противовирусной и противораковой защите, за счет выработки большого количества безвредных для организма, но сильнодействующих антибиотических веществ [42, 74, 117].

Особенно полезны ацидофильные продукты при хронических заболеваниях кишечника. Систематическое употребление таких продуктов устраняет кишечные расстройства, улучшает общее состояние. Ацидофильные продукты рекомендуются также тем, кто страдает колитом, заболеваниями печени. Очень ценны они и в тех случаях, когда приходится длительно принимать антибиотики. Они предупреждают развитие заболеваний, которые могут возникать в результате угнетения антибиотиками полезной микрофлоры кишечника. Ацидофильные продукты рекомендуются больным туберкулезом, а также детям, у которых обнаружена туберкулезная интоксикация. Служат они и хорошим общеукрепляющим средством при истощении, малокровии, слабости [9, 84, 105].

За рубежом ацидофильную палочку в виде сухого препарата назначают лицам, лечившимся антибиотиками. Например, в Англии готовят сухой препарат "Епрас", который содержит сухую культуру ацидофильных палочек.

Они устойчивы к пенициллину, стрептомицину и другим антибиотикам. Этот препарат задерживает развитие некоторых болезнетворных микробов и оказывает стимулирующее действие на рост детей. В США и других странах делаются попытки применения ацидофильных бактерий при создании лечебных и профилактических продуктов. Однако имеющиеся там штаммы этих микроорганизмов – слабые кислотообразователи, вследствие чего они используются лишь при производстве так называемого сладкого ацидофилина [103, 107].

В настоящее время в России уже разработаны продукты, приготовленные путём сквашивания продукта ацидофильными бактериями. Так, например:

пастеризованного молока чистой культурой ацидофильной палочки слизистой или неслизистой расы. Ацидофильное молоко обладает комплексным противовоспалительным действием, активизирует процесс очищения лекарственных веществ, антибиотиков, сочетается с любыми медицинскими препаратами и пищевыми продуктами. Оно применяется как самостоятельный лечебный продукт, так и в комплексе с другими лечебными средствами, усиливая их действие;

ацидофильно-дрожжевое молоко отличается тем, что при его изготовлении наряду с ацидофильной палочкой используются молочные дрожжи, обладающие антибиотическими свойствами. Наибольшей активностью против вредных микроорганизмов характеризуется трехдневное ацидофильно-дрожжевое молоко. Оно вязкое, слегка тягучее, кисловатое, с острым дрожжевым привкусом;

ацидофильная простокваша отличается от обычной тем, что в молоко ацидофильная палочка;

ацидофильная паста – это концентрированное ацидофильное молоко.

Перед заквашиванием молоко подгущают до содержания 30 % сухих веществ.

Иногда в пасту вносят сахар и фруктово-ягодные наполнители.

В области фармацевтики ацидофильные бактерии, благодаря своим уникальным свойствам, так же нашли применение. Они входят в состав БАДов, улучшающих работу ЖКТ. Вот только некоторые из них:

«Витафлор» (симбиотический комплекс ацидофильных бактерий) – предназначен для регулирования работы кишечника;

«Ацилакт» (микробная масса живых Lactobacillus acidophilus, лиофильно высушенных) – оказывает коррегирующее действие при нарушениях нормальной микрофлоры ротовой полости, желудочно-кишечного и урогенитального трактов;

«Линекс» (культуры Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus и Enterococcus faecium лиофильно высушенные и расфасованные в капсулы) – применяется при острых кишечных инфекциях вирусной и бактериальной природы, хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта, протекающих с явлениями дисбактериоза кишечника;

«Аципол» (биомасса, состоящая из смеси живых антагонистически активных бактерий Lactobacillus acidophilus hilus и полисахарида кефирных грибков) – это многофакторное лечебное средство, обладающее ингибирующей микроорганизмов, а так же усиливающее процессы пищеварения и обмена веществ и обладающее иммуномодулирующим действием за счет полисахарида кефирных грибков;

"Наринэ" (сухая или жидкая биомасса Lactobacillus acidophilus) – служит для улучшения обменных процессов и нормализации микробиоценоза и функции кишечника;

«Нарине-Ф баланс с микроэлементами» - определяется наличием живых биологически активных ацидофильных бактерий (Lactobacillus acidophilus штамма N.V.Ep. 317/402-X «Баланс Нарине» 1x1010), продуктов их метаболизма, а также железа и цинка. Одним из уникальных свойств БАД является способность стимулировать выработку собственного - интерферона и -интерферона, играющего важную роль в противовирусной и противораковой терапии.

БАД «Пептолакт+» (симбиотический комплекс ацидофильных бактерий Lactobacillus acidophilus, расфасованные в капсулы) – является качественным стимулятором роста бактериальной микрофлоры кишечника, а так же в качестве профилактики и устранении дисбактериоза;

«Гинофлор» (таблетки) – лиофилизат Lactobacillus acidophilus является в этом препарате непатогенными бактериями, формирующими здоровую микрофлору влагалища;

подвергнутые сушке вымораживанием и расфасованные в капсулы)– средство, нормализующее микрофлору кишечника для детей и взрослых. [29, 31, 115] Препараты, содержащие живые культуры бактерий, характерных для желудочно–кишечного тракта здорового человека, а именно Lactobacillus acidophilus, положительно влияют на баланс микрофлоры в кишечнике, подавляя рост патогенных микроорганизмов, участвуя в процессе полостного пищеварения, стимулируя противомикробный иммунитет.

На основании выше изложенного следует, что разработка кисломолочных продуктов с использованием в качестве пробиотика ацидофильных бактерий, является актуальной и перспективной задачей [8, 63, 92, 118].

1.4.2. Бифидобактерии для производства обогащенного ацидофильного Бифидобактерии являются одним из важных компонентов нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека как по представительству в составе микробиоценозов, так и по полифункциональной роли в поддержании гомеостаза организма. Основоположник русской бактериологической школы И.И. Мечников еще в начале прошлого столетия в своих исследованиях впервые обратил внимание на значение симбиотической микрофлоры кишечника для организма человека. Первое сообщение о бифидобактериях, первоначально названных Bacillusbifidus, было сделано учеником и коллегой И.И. Мечникова H. Tissier в Париже в 1899 г. Постоянное присутствие и высокий уровень бифидобактерий в кишечнике здоровых детей раннего возраста позволили признать эти микроорганизмы одним из основных показателей нормального функционирования кишечника и приступить к созданию на их основе жидких биопрепаратов для лечения людей с дисфункциями кишечника. Уже в 1905 г. И.И. Мечниковым и H. Tissier для лечения диспептических расстройств у детей раннего возраста был с успехом применен состав из живых бифидобактерий в сочетании с лактобактериями. В России научное направление школы И. И. Мечникова было успешно продолжено в 30-50-е годы в лаборатории Л.Г. Перетца, где был выполнен цикл работ по изучению различных биологических свойств бифидобактерий, их витаминообразующей функции и антагонистической активности, а также подбору оптимальных для роста условий. В результате проведенной работы был создан лечебно-профилактический препарат "Бифидобактерин", включающий живые бифидобактерии, выращенные на молоке или солодовой среде [107, 111, 114, 117].

Сегодня любой образованный человек знает, что без бифидобактерий, жизнь просто невозможна. Они помогают нам правильно переваривать пищу – усиливают гидролиз белков, сбраживают углеводы, стимулируют работу кишечника, растворяют клетчатку, способствуя тем самым нормальной эвакуации содержимого кишечника. Попав в желудочно-кишечный тракт, бифидобактерии легко размножаются, вытесняя патогенную микрофлору — причину многих заболеваний, в том числе дизентерии и сальмонеллеза. Кроме этого бифидобактерии играют важную роль в механизмах иммунной защиты, обезвреживании токсинов, а также препятствуют внедрению болезнетворных микроорганизмов. Бифидобактерии несут также витаминообразующую функцию, принимая участие в синтезе и всасывании витаминов группы В, фолиевой и никотиновой кислот, витамина К. Они способствуют синтезу аминокислот, усвоению солей кальция и витамина D, а также обладают антирахитическим, антианемическим и антиаллергическим действием [6, 7, 103, 118].

Род бифидобактерий включает в себя более 20 видов. Одним из наиболее изученных – Bifidobacterium longum. Этот штамм бифидобактерий отличается устойчивостью к продуктам кишечного обмена и высоким концентрациям хлорида натрия, активностью сквашивания молока, поэтому его начали использовать для изготовления бактериальных препаратов и кисломолочных продуктов [78, 122]. Bifidobacterium longum являются «поставщиком» ряда незаменимых аминокислот, в том числе триптофана и научно доказана их способность снижать уровень холестерина в крови. Все вышеперечисленные положительные эффекты позволяют сделать вывод о том, что штамм Bifidobacterium longum может использоваться как эффективный биокорректор и стимулирующими организм, а так же основу для некоторых категорий функционального питания [95, 96, 116, 121].

использованию бифидобактерий для профилактики и лечения наиболее распространенных заболеваний ЖКТ человека. В настоящее время для профилактики и лечения дисбактериозов различной этиологии используют лекарственные препараты, пищевые добавки, продукты функционального питания в большом ассортименте, а также продукты питания, содержащие бифидобактерии. Вот только некоторые из них:

«Бифидумбактерин» (монокультура Bifidobacterium bifidum в виде капсул, таблеток, порошка или свечей). Обладает высокой антагонистической активностью против широкого спектра патогенных и условно-патогенных микроорганизмов кишечника, восстанавливает равновесие кишечной и влагалищной микрофлоры, нормализует пищеварительную и защитную функции кишечника, активизируют обменные процессы, повышают неспецифическую резистентность организма.

"Бифиформ" лекарственный препарат (Bifidobacterium longum и Enterococcus faecium). Используется в качестве источника пробиотических микроорганизмов, лактобактерий и витаминов. Применяется для нормализации микрофлоры кишечника, а также для предупреждения и лечения желудочнокишечных расстройств различного генеза, хронических заболеваний ЖКТ, а также для поддержания иммунитета.

«Экофлор» лекарственный препарат (Bifidobacterium bifidum и Bifidobacterium longum, а также лактобактерии видов - Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum и Lactobacillus acidophilus). Применяется с целью нормализации работы желудочно-кишечного тракта, вытеснения патогенной и условно-патогенной микрофлоры, восстановления нормальная микрофлоры кишечника, снижения эндогенной и экзогенной интоксикация организма, снижения нагрузки на печень.

«Пробинорм» - БАД (Bifidum adolescentis, Lactobacillus plantarum, laktobacillus acidophilus). Способствует улучшению процессы пищеварения, выработке значительного количества ферментов, формированию защитного барьера от патогенных бактерий, выработке витаминов групп В, Н и К, биотин, снижению риска развития аллергических реакций, улучшению функции печени [78,84,116,118-119].

«ВитабсБио» - БАД (сухие микрокапсулированные микробные массы бифидогум и лактогум (не менее 5,0х109 КОЕ/100г), а также пищеварительные ферменты животного (панкреатин) и растительного (бромелайн) происхождения, витамины C, P, артишок посевной, клетчатка из плодов облепихи). Биологически активные компоненты комплекса восстанавливают нормальную микрофлору кишечника, участвуют в белковом, жировом и углеводном обмене, активизируют деятельность ЖКТ.

adolescentis) Напиток обладает замечательными свойствами для лечения воспалительных процессов кишечника (дисбактериоза, запоров, болезней желудка). Помогает не только нормализовать стул, но и укрепить иммунитет [78, 121].

«Бифидок» - кисломолочный продукт (Bifidobacterium bifidum, кефирные грибки). Улучшает работу ЖКТ, повышает сопротивляемость организма, повышая общий иммунитет, улучшает обменные процессы в организме.

«NestleПомогайка» каша безмолочная 5 злаков с липовым цветом (бифидобактерии комплекса BL, олигофруктоза, инулин, сухой экстракт липового цвета, мальтодекстрин, карбонат кальция, витамины, минеральные вещества (А, D, E, C, B1, B6, олигосахариды, натрий, калий, кальций, фосфор, фолиевая кислота, железо, йод, цинк). Употребление каши способствует росту здоровой кишечной микрофлоры малыша и при регулярном употреблении укрепляют естественные защитные силы его организма. Каша не содержит сахар, обеспечивает спокойное пищеварение во время сна. Цветки липы успокаивают, готовят малютку ко сну, а пять злаков обеспечивают его необходимой энергией.

И это далеко не весь перечень разработанных и с успехом применяемых препаратов и продуктов питания. К счастью, качественные продукты такого рода достаточно не дороги и доступны практически каждому желающему.

Кстати, не лишним будет отметить, что большинство препаратов и продуктов питания обогащены и бифидо- и лактобактериями одновременно, что увеличивает их функциональность. Учитывая тот факт, что с каждым годом на фоне неблагоприятных факторов (плохой экологической обстановки, обеспечивается даже половина физиологических норм, сегодня в России чрезвычайно актуально производство именно функциональных продуктов специального назначения, позволяющих снизить риск заболеваний дисбактериозом и улучшить состояние здоровья россиян в целом [7, 31, 116, 119].

С учетом вышесказанного следует, что совместное использование Bifidobacterium longum Lactobacillus acidophilus кисломолочных напитков, будет целесообразным и актуальным.

1.5. Современный ассортимент продуктов, обогащенных пчелиной обножкой и олигофруктозой, ферментированных ацидофильными бактериями.

В последние несколько лет российский рынок потребительских товаров стремительно развивается: появляются новые российские производители, активно продвигают свою продукцию иностранные компании. В результате сейчас российский рынок не только насыщен торговыми марками, но уже можно говорить о гиперконкуренции в отдельных сегментах. В этой ситуации проблема оптимизации ассортимента становится актуальной не только для производителей, но и для торговых компаний, которые стоят перед проблемой выбора вида продукции, производителя, торговых марок [41, 71, 118].

Ацидофильные кисломолочные продукты широко применяются в диетах лечебного питания, особенно при желудочно-кишечных заболеваниях.

Исследования свойств ацидофильной палочки открыли её удивительные способности: она намного лучше других видов кисломолочных бактерий, приживается в кишечнике человека, подавляя микрофлору гнилостных болезнетворных микроорганизмов. Немаловажно, что ацидофильная палочка устойчива к действию многих препаратов-антибиотиков, так часто применяемых при лечении заболеваний человека. Следовательно, введение в рацион питания человека во время лечения антибиотиками ацидофильных продуктов способствует восстановлению нормальной микрофлоры кишечника [22, 56, 117].

Пчелиная обножка находит применение в медицине, косметике и пищевой промышленности. Например, в НИИ пчеловодства разработаны пищевые добавки: мед с цветочной пыльцой (обножкой) и маточным молочком «Апифитотонус»; драже с цветочной пыльцой (обножкой) сухое; цветочная пыльца с медом или сахаром «Радуга»; мед с цветочной пыльцой (обножкой) «Полянка». На основе меда и пчелиной обножки создан напиток медовый «Юбилейный» [28, 52, 53].

Ассортимент молочных продуктов с продуктами пчеловодства на современном рынке довольно скуден. Так находится в разработке технология производства кисломолочного напитка с натуральным пчелиным медом (Кемеровский технологический институт пищевой промышленности).

Кисломолочные продукты с пребиотиком олигофруктозой не часто встречаются в ассортиментной линейке «повседневных товаров». В основном это продукты лечебного и профилактического назначения. Например, кисломолочный напиток «Иммунити» (ТМ «Агуша», Россия), молочная смесь «Нэнни 1» (ТМ «Nanny», Новая Зеландия), БАД «ОртоПребио» (ООО ОРТО по договору с ООО "Витапром", Россия) [3,71,114].

Как следует из вышеизложенного, на российском рынке среди молочных продуктов имеют место незначительное количество продуктов, сквашенных ацидофильной палочкой, обогащенных продуктами пчеловодства и/или инулинсодержащими добавками, но отсутствуют кисломолочные продукты, ферментированные ацидофильной палочкой и бифидобактериями, в состав которых одновременно бы входили пчелиная обножка и олигофруктоза.

1.6. Обоснование выбора направления исследований. Цель и задачи К числу важнейших достижений науки о питании конца ХХ в. следует отнести взаимосвязь между характером питания и развитием хронических заболеваний, что позволило, с помощью научных достижений, положительно влиять на здоровье людей. Сегодня в результате многочисленных эпидемиологических исследований абсолютно точно доказана связь между питанием и развитием сердечнососудистых заболеваний, злокачественных новообразований, сахарного диабета второго типа, ожирения, остеопороза и пр.

[38, 57, 59].

В современном мире понятие здорового питания стало неотъемлемой стороной развития пищевых технологий и рынка продуктов питания. Люди уделяют больше внимания правильному питанию, поскольку его прямая связь с хорошим самочувствием и поддержанием здоровья в последние годы получает все больше доказательств. Компании, работающие в области пищевых ингредиентов, реагируют на повышенный интерес потребителей к продуктам с дополнительными полезными свойствами и предлагают новые решения полезных для здоровья продуктов и ингредиентов [31, 70].

качественном, так и в количественном выражении. По прогнозу развития рынка, к 2013 г. предполагался прирост пищевых добавок и ароматизаторов на уровне почти 30 % по сравнению с 2005 г. Данный рынок подразделяется на большое число сегментов, из которых наиболее заметным в стоимостном выражении являются ароматизаторы (28 %), усилители вкуса и аромата (14 %), регуляторы кислотности (12 %), сахарозаменители (9 %), крахмал и желатин (7%). На рынок пищевых ингредиентов значительное влияние оказывают постоянно меняющиеся факторы предпочтения потребителей [12, 118]. Но необходимо отметить, что данные ингредиенты определенной функциональной направленности не несут и состояние здоровья при их употреблении не улучшается. Сегодня населением России для профилактики и лечения нарушений ЖКТ и дисбактериоза широко используются функциональные продукты, способствующие укреплению иммунитета и росту бактерий в кишечнике [8, 31].

Совместное использование пчелиной обножки и олигофруктозы при производстве ацидофильных продуктов позволит придать им бифидогенные и иммуностимулирующие свойства, способствующие улучшению состояния здоровья человека, что будет актуальным и целесообразным.

Промышленная переработка функциональных ингредиентов позволяет применять принципы безотходных технологий, увеличивая ресурсы продуктов питания, тем самым повышая экономическую эффективность технологии и позволяет исключить загрязнение окружающей среды. Реализация в производстве результатов исследований позволит создать конкурентоспособный ацидофильный продукт, сочетающий гармоничные органолептические и функциональные свойства, предназначенный для употребления как в лечебно-профилактических целях, так и для массового употребления.

Учитывая вышеизложенное, целью диссертационной работы является исследование состава и свойств пчелиной обножки и олигофруктозы, их влияния на развитие микрофлоры закваски и качество кисломолочного напитка, разработка технологии обогащенного ацидофильного продукта, экспертиза качества и оценка его функциональных свойств.

Научная гипотеза, заложенная в основу диссертационной работы, заключается в следующем: внесение пчелиной обножки и олигофруктозы в ацидофильный продукт является наиболее оптимальным вариантом обогащения, так как они эволюционно адаптированы для местного защитного действия в кишечнике. Совместное действие ацидофильной палочки и олигофруктозы, обеспечит усиленный пребиотический эффект, оказываемый положительное влияние как на развитие микрофлоры в кисломолочном продукте, так и на нормализацию микрофлоры кишечника человека и повышению иммунного статуса организма в целом.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи исследований:

теоретически обосновать возможность использования пчелиной обножки и олигофруктозы в технологиях кисломолочных напитков;

изучить показатели безопасности, состав и потребительские свойства пчелиной обножки и олигофруктозы и их влияние на развитие микрофлоры заквасок и качество кисломолочных продуктов;

установить дозу, способ и технологический этап внесения пчелиной обножки и олигофруктозы в технологии производства, а так же определить технологические режимы и разработать технологию обогащенного ацидофильного продукта, используя принципы системы менеджмента качества ISO 22000:2005;

апробировать технологический процесс производства обогащенного ацидофильного продукта в производственных условиях, установить срок хранения, разработать техническую документацию и подать заявку на патент;

провести оценку качества разработанного продукта, определить его пищевую и биологическую ценность, расчетным путем определить комплексный показатель качества и показатель конкурентоспособности;

разработанного продукта на микрофлоре кишечника мышей при искусственно вызванном дисбактериозе;

провести маркетинговые исследования, оценить социальную и экономическую значимость разработанной технологии.

2. МЕТОДОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Ростов-на-Дону) и в лабораториях ФГУН "Ростовский НИИ микробиологии и паразитологии" Роспотребнадзора. Промышленная апробация технологии производства разрабатываемого продукта и опытно-промышленные выработки продукта проводились на ООО «Риф», г. Морозовск.

Структурно-логическая схема исследований диссертационной работы на тему «Разработка технологии обогащенного ацидофильного продукта с повышенной биологической ценностью и пребиотическими свойствами», представлена на рисунке 2.

На начальном этапе было изучено развитие рынка и промышленного ассортимента кисломолочных продуктов. Информационный материал по теме диссертационной работе был взят из в фондов библиотек Донского государственного аграрного университета, Донской государственной публичной библиотеки, Центральной городской библиотеке им. Горького, научной библиотеки Ростовского государственного медицинского университета, а также сети Internet.

Обзор литературы включает сведения об используемых ингредиентах – пчелиной обножке и пребиотике олигофруктозе, а именно их характеристика, состав, свойства, значение, производство, применение. Также проведены патентные исследования и анализ сегмента рынка кисломолочных продуктов, обогащенных пчелиной обножкой и олигофруктозой. Получены консультации ведущих специалистов ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России (Ростовский государственный медицинский университет), ФГБУ «НИИ микробиологии и паразитологии» и ФГБУ «НИИ питания» РАМН (г. Москва), и пчеловодов Ростовской области ООО «Общество пчеловодов» г. Ростов-на-Дону 1 этап: Анализ состояния вопроса и патентные исследования Изучение развития рынка кисломо- Изучение получения и Изучение состава и свойств лочных напитков, свойств и харак- применения пчелиной обножки, олигофруктозы, способа ее теристик пробиотиков, пребиотиков, и ее биохимические и получения, значение и используемых в производстве Обоснование направления исследования, постановка целей и задач исследования 2 этап: Изучение состава и свойств пчелиной обножки и олигофруктозы и их влияния на процесс ферментации и качество продукта олигофруктозы пчелиной обножки и эффективность процесса ацидофильного продукта Оптимизация дозы ингредиентов и моделирование рецептуры 3 этап: Разработка технологии обогащенного ацидофильного продукта 4этап: Исследование значимости разработанного продукта Экспертиза качества продукта и технологии конкуреноспо- ного показателя и региональной общественной организации «Общество пчеловодов столицы» (г.

Москва). На основе анализа обзора литературы дано обоснование направления исследований, поставлены цель и задачи диссертационной работы.

Второй этап работы включает экспериментальные исследования разрабатываемой технологии. Было исследовано влияние пчелиной обножки и олигофруктозы на закваску, установлены дозы и технологический этап внесения функциональных добавок, а также исследовано влияние добавок на качественные показатели готового ацидофильного продукта.

Третий этап включает в себя разработку технологии обогащенного ацидофильного продукта с использованием принципов ISO, а также его промышленную апробацию и разработку технической документации СТО 9229Обогащенный ацидофильный продукт» и технологическая инструкция к СТО. Получен патент №2458514 «Способ производства кисломолочного напитка», зарегистрированный в Государственном реестре изобретений Российской Федерации от 20 августа 2012 года.

На четвертом этапе проведена экспертиза качества разработанного продукта, определены его пищевая и биологическая ценность, проведен расчет комплексного показателя качества и конкурентоспособности, изучены функциональные свойства ацидофильного продукта, обогащенного пчелиной обножкой и олигофруктозой. Бифидогенные свойства определялись на живых объектах – лабораторных мышах (путем вызова у них искусственным путем дисбактериоза и его коррекция ацидофильным продуктом).

В завершении работы проведены маркетинговые исследования, экологическая и социальная оценка, а так же экономическая эффективность разработанной технологии.

На основании полученных результатов изложены основные результаты и выводы.

Перечень молочного сырья и вносимых ингредиентов, применяемых в процессе исследований:

- молоко коровье - не ниже 1-го сорта, кислотностью не более 19 оТ, плотностью не менее 1,028 г/см3 по ФЗ №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию»;

- молоко обезжиренное кислотностью не более 20 оТ, плотностью не менее 1,030 г/см3 по ГОСТ Р 53503-2009 «Молоко обезжиренное – сырье»;

- сливки из коровьего молока с массовой долей жира не более 30 % и кислотностью не более 16 оТ по ГОСТ Р 53435-2009 «Сливки-сырье»;

- молоко коровье цельное сухое распылительной сушки высшего сорта по ГОСТ 4495-87 «Молоко цельное сухое»;

- закваска сухая из лиофилизированной культуры молочнокислых ацидофильных (Lactobacillus acidophilus штамма 317/402) и бифидобактерий (Bifidobacterium longum ATCC 15707) ТУ 10-02-02-789-65-91 или другие бактериальные культуры ацидофильных бактерий, разрешенные к применению органами Госсанэпиднадзора;

- вода питьевая по СанПиН 2.1.4.1074 (для восстановленных сухих молочных продуктов);

- пчелиная обножка по ГОСТ 28887-90;

- олигофруктоза по ТУ 9330-002-50168265-05.

Для определения свойств изучаемых объектов и технологических процессов использовались общепринятые и стандартные методы, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 – Методы, применяемые в исследовательской работе № Наименование показателя Наименование метода Стандарты Массовая доля сухих веществ Термогравиметрический ГОСТ 30648.3- Органолептические показатели Органолептический Пропись Определение молочнокислых микроорганизмов Определение Staphylococcus aureus Микробиологический ГОСТ 30347- Определение бактерий рода Salmonella Определение бактерий группы кишечной палочки Определение бифидобактерий Микробиологический Пропись Воспроизведение на мышах и его коррекции Клинические критерии оценки напитка для мышей количественных изменений состава дифференциальномикрофлоры кишечника диагностических сред Определение остаточных количеств Микробиологический Идентификация выделенных культур Бактериологический Для определения вышеуказанных показателей производится отбор проб в соответствии с требованиями стандартов. В первую очередь проводится отбор проб для микробиологического анализа, затем для физико-химического и органолептического. Пробы помещаются в стеклянную, фарфоровую или металлическую посуду, которая должна быть сухой, чистой, без посторонних запахов. До начала анализа пробы кисломолочных продуктов хранятся при температуре от +2 до +6 °С. Физико-химический анализ проводится не позднее чем через 4 часа после отбора проб (предварительно их перемешивают). Пробы продуктов доводят до температуры 20±2 С, затем исследуют.

Для микробиологического анализа пробы нейтрализуют, добавляя стерильный раствор двууглекислого натрия с массовой концентрацией 100г/дм3. Перед посевом готовят разведения продукта в стерильных растворах хлористого натрия или фосфатного буфера.

Определение титруемой кислотности: титриметрический анализ основан израсходованного на реакцию с определяемым веществом (кислот молока) в присутствии индикатора фенолфталеина. Титруемая кислотность определяется в градусах Тернера (оТ).

Определение массовой доли сухих веществ: термогравиметрический метод контроля сухих веществ продукта основан на исследовании изменения массы анализируемой пробы продукта под воздействием температуры и в последствии – вычислении массовой доли влаги В (%) в соответствии с соотношением (1):

где m1, m2 - масса пробы до и после высушивания, г.

Массовую долю сухого вещества С (%) определяют по формуле (2):

Определение массовой доли белка: сущность метода Кьельдаля заключается в том, что образец продукта разлагается серной кислотой в присутствии катализатора, после чего полученный после разложения связанный в виде сульфата аммония азот определяется титрованием и с последующим пересчетом на белок.

Массовую долю белка Б (%) вычисляют до третьего десятичного знака по формуле (3):

где 1,4 – количество азота, эквивалентное 1см3 раствора соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3, мг/см3; N – коэффициент пересчета на фактическую концентрацию раствора соляной кислоты; V1 – объем раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование дистиллята в основном анализе, см3; V0 – объем раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование дистиллята в контрольном анализе, см3; 6,38 – коэффициент пересчета массовой доли общего азота на массовую долю общего белка; m – масса молока, взятая на анализ, г.

Определение массовой доли жира: метод основан на выделении жира под действием концентрированной серной кислоты и изоамилового спирта с последующим центрифугированием и измерении объема выделившегося жира в градуированной части жиромера. По окончанию опыта проводится отсчет процента жира по шкале жиромера, умножив показания шкалы на 5,5.

Определение кислой фосфатазы: метод основан на разложении перекиси водорода ферментом пероксидазы, содержащейся в молоке и молочных продуктах. Освобождающийся при разложении перекиси водорода активный кислород окисляется парафенилендиамином, образуя соединение синего цвета. Активность кислой фосфатазы (соблюдены ли режимы пастеризации) определяют по различию интенсивности окраски опытных проб и контрольных проб.

Определение количества молочнокислых бактерий: метод основан на высеве некоторого количества кисломолочного продукта в жидкие или агаризованные питательные селективные среды, культивировании посевов при необходимых условиях и, при необходимости, определении морфологических и биохимических свойств обнаруженных микроорганизмов и их подсчете.

Определение аминокислотного состава, содержания витаминов и минеральных веществ ацидофильных напитков: анализ аминокислотного, витаминного и минерального состава продуктов с пчелиной обножкой и олигофруктозой выполнялся методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель».

искусственно вызванного экспериментального дисбактериоза у лабораторных мышей.

беспородные, весом 12-14г.- 30 штук. Фекалии мышей, полученные в процессе контрольной группы интактных животных (исходный уровень) - 40 образцов.

экспериментальном дисбактериозе и его коррекции обогащенным ацидофильным продуктом.

Материалы для исследования: дифференциально-диагностические среды предназначенные для изучения состава и видовой принадлежности микрофлоры кишечника лабораторных мышей.

Экспериментальная модель исследования: животные распределены на группы (по 10 штук в каждой): 1-я группа– мыши, получавшие антибиотик «Гентамицин» (модель дисбактериоза кишечника); 2-я группа – мыши, получавшие антибиотик «Гентамицин» и обогащенный ацидофильный продукт (модель дисбактериоза кишечника с коррекцией). Дизайны воспроизведения и изучения экспериментального дисбактериоза у лабораторных мышей и его коррекции обогащенным ацидофильным продуктом представлены в таблицах Экспериментальный дисбактериоз вызывали путем внутрибрюшинного введения антибиотика «Гентамицин» в лечебной суточной дозе двум группам (по 10 штук) белых беспородных мышей-самцов с пересчетом на их массу тела.

Введение антибиотика проводили в течение пяти суток один раз в день.

Таблица 2 – Схема экспериментального дисбактериоза кишечника мышей Введение гентамицина исследования * - день после отмены антибиотика ** - взятие материала исходного уровня Таблица 3 – Схема экспериментального дисбактериоза кишечника мышей и изучение влияния обогащенного ацидофильного продукта на микрофлору кишечника мышей при коррекции дисбактериоза (2 группа) Введение гентамицина Введение ацидофильного продукта для исследования Срок эксперимента составил 25 суток, в течение которых, начиная с лабораторных мышей 1 группы проводили на 3, 10, 17 и 24 сутки после окончания введения антибиотика «Гентамицин». У лабораторных мышей второй группы на 1,8, 15 и 22 сутки после начала приема (т.е. 4, 11, 18 и сутки после отмены антибиотика). Исследования фекалий лабораторных мышей до введения антибиотика «Гентамицин» проводили в обеих группах (исходный уровень).

безвредности (нетоксичности) ацидофильного продукта для лабораторных мышей определяли визуально. Обращали внимание на изменения шерстяного покрова, изменение характера стула, активность, снижение аппетита у мышей, а также гибель животных.

Идентификация выделенных культур микроорганизмов. Идентификация энтеробактерий (Система индикаторных бумаг СИБ). В соответствии с инструкцией из чистой культуры тестируемого микроорганизма готовят суспензию в изотоническом растворе хлорида натрия (0,3 мл), затем в приготовленную суспензию погружают бумажный диск с субстратом и индикатором и инкубируют при 37 С в течение 6-18 часов. После чего наблюдают измерение окраски индикатора и сопоставляют со справочными данными.

Определение органолептических показателей: органолептическая оценка обогащенных ацидофильных напитков проводилась по десяти балльной шкале в соответствии с «Методическими рекомендациями по организации и проведению органолептической оценки молочных продуктов в рамках конкурсов-дегустаций»

(таблица 4), где: 5 баллов – вкус и запах; 3 балла – внешний вид и консистенция; балл – цвет; 1 балл – внешний вид потребительской упаковки и наличие необходимой маркировки.

Таблица 4 – Рекомендуемые шкалы дегустационной оценки жидких Очень хорошо: чистые, кисломолочные, без посторонних привкусов и 0 запахов; для продуктов с плодово-ягодной добавкой с привкусом и запахом внесенных компонентов.

недостаточно выраженные, допускается наличие одновременно не более 2-х из следующих признаков: слабовыраженный кормовой привкус, слегка кисловатый вкус.

Удовлетворительно: вкус и запах, характерные для продукта, выражены 2 слабо (пустой), отмечается наличие следующих признаков, но одновременно не более 2-х: ощутимый кормовой привкус и запах, кислый, слабовыраженная горечь, заметный привкус и запах упаковочного материала и другие слабовыраженные посторонние привкусы и запахи.

Неудовлетворительно: нестандартные, не характерные для данного вида 3-4 1- продукта, присутствуют выраженные кормовой, сброженый, дрожжевой привкусы и запахи, чрезмерно кислый, плесневелый, выраженные горечь, запах и привкус упаковочного материала Очень хорошо: консистенция однородная, при термостатном способе 0 сгусток ненарушенный. На поверхности допускается выделение сыворотки (не более 2-3% от объема).

Хорошо: незначительные отклонения от требований технической 1 документации, но не более2-х одновременно присутствующих признаков:

незначительная мучнистость, жидковатая консистенция, недостаточно плотный сгусток, рыхлый сгусток и т.д.

Удовлетворительно: наличие одного-двух из следующих признаков: 2 мучнистость, крупитчатость, рыхлый сгусток, жидкая консистенция, отстой сыворотки, частички жира на поверхности, вязкая консистенция, незначительная хлопьевидная, с заметным отстоем сыворотки и пр.

Плохо и очень плохо: в зависимости от степени выраженности пороков: 3 выраженная мучнистость, хлопьевидная консистенция, крупитчатость, значительное отделение сыворотки, неоднородная, слизистая, тягучая консистенция, вспучивание и пр.

Удовлетворительно: цвет от молочно-белого до белого с кремовым 0 оттенком (без добавления фруктов или других компонентов) или обусловлен добавленными компонентами, равномерный по массе.

Неудовлетворительно: неравномерный, наличие цветных пятен. 1

Глава 3. ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПЧЕЛИНОЙ ОБНОЖКИ

И ОЛИГОФРУКТОЗЫ И ИХ ВЛИЯНИЯ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ

ПОКАЗАТЕЛИ АЦИДОФИЛЬНОГО ПРОДУКТА

Продукты с функциональными свойствами не являются лекарственными препаратами, но крайне эффективны в профилактике широкого спектра заболеваний [80].

Для обогащения разрабатываемого ацидофильного продукта нами использовались пребиотик растительного происхождения – олигофруктоза (производитель ООО «В-МИН», Московская область) и натуральный продукт – пчелиная обножка (реализованная ООО «Ростовский областной союз пчеловодов Дона», г. Ростов-на-Дону).

Одним из важных этапов при проведении научно-исследовательской работы явилось изучение показателей безопасности и потребительских свойств растительных добавок, вносимых в разрабатываемый продукт.

микроэлементов (таблица 7), биологически-активных веществ (рисунок 3) вносимых компонентов.

Одним из важных факторов при оценке качества продукта, являются органолептические свойства продукта. Следовательно, были исследованы органолептические показатели вносимых добавок растительного происхождения (таблица 5).

Таблица 5 – Органолептические показатели добавок растительного Наименование показателя Внешний вид и Цельные высушенные комочки диаметром 1- консистенция мм или частично крошка из цветочной пыльцы Вкус и запах Медово-цветочный, без посторонних привкусов Из таблицы видно, что пчелиная обножка обладает более выраженными органолептическими показателями, нежели олигофруктоза. Но немаловажным стал тот факт, что при внесении пчелиной обножки в молочную основу не образуется резко выраженных цвета, вкуса и запаха, несочетаемых с молоком, что позволяет использовать ее при производстве кисломолочного продукта.

Пищевая ценность кисломолочных продуктов в основном определяется количественным содержанием в их составе белков, жиров, углеводов, витаминов, макро- и микроэлементов. Поэтому немаловажно исследование пищевой ценности вносимых добавок. Так, в ходе исследований, был установлен химический состав добавок (таблица 6), и их витаминный и минеральный состав (рисунок – 3,4).

Таблица 6 – Химический состав вносимых растительных добавок Наименование показателей вещества) Анализ данных таблицы показал, что пчелиная обножка характеризуется повышенным содержанием белка и углеводов, суммарное их количество составило 77,58 % от общей массы. Олигофруктоза характеризуется повышенным содержанием углеводов, в частности – фруктозы – 93 %.

Содержание витаминов в традиционных кисломолочных продуктах не велико, поэтому принимая во внимание возможность внесения растительных компонентов в кисломолочный продукт, актуальным стало изучение их витаминного состава (рисунок 3).

Количество витаминов, мг/кг необходимо выделить их роль в построении тканей организма, в особенности – костей. Учитывая тот факт, что внесение растительных компонентов будет происходить в кисломолочный продукт, который в своем составе содержит кальций и многие другие минеральные вещества, целесообразным будет изучение минерального состава сносимый добавок (рисунок 4).

Количество минеральных веществ, мг/кг Из приведённых данных следует, что пчелиная обножка – это чрезвычайно полезный, ценнейший и качественный источник витаминов и микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности организма человека.

Аминокислоты являются «строительным материалом» для клеток организма, поэтому очень важно их наличие в составе ежедневных продуктов питания. Нами был изучен аминокислотный состав растительных добавок, входящих в состав разрабатываемого продукта (рисунок 5) [13, 83].

Количество, г Рисунок 5 – Аминокислотный состав вносимых растительных добавок, характерным является преобладание лейцина и изолейцина – 2,21 %, пролина – 1,6 %, лизина – 1,31 %, аланина – 1,08 %. В составе олигофруктозы обнаружено незначительное количество аминокислот (менее 0,1 г/100г), за исключением аргинина – 0,32г/100г, который способствует синтезу гормонов роста, стимуляции процесса очищения организма и увеличения мышечной массы.

Безопасность пищевой продукции - отсутствие недопустимого риска во всех процессах разработки, производства, оборота, связанного с причинением вреда жизни и здоровью человека. В производстве кисломолочных продуктов важное значение имеют микробиологические показатели и показатели безопасности [13, 77, 80]. Результаты проведенных исследований представлены в таблицах 7 и 8.

Таблица 7 – Микробиологические показатели растительных добавок Наименование показателей Значения показателей по результатам исследований Патогенные м.о, в т.ч. сальмонеллы Не обнаружено Не обнаружено S. aureus Микробиологические показатели вносимых растительных добавок соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов" и ФЗ № "Технический регламент на молоко и молочные продукты" [72, 81].

Таблица 8 – Показатели безопасности вносимых растительных добавок Наименование показателя Значения показателей по результатам исследований – изомеры) Из представленной таблицы видно, что содержание токсичных элементов соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов " и ФЗ № "Технический регламент на молоко и молочные продукты" [72, 81].

Исходя из полученных результатов исследований можно утверждать, что пчелиная обножка и олигофруктоза безопасны для организма человека, соответствуют установленным нормам и могут быть использованы в производстве кисломолочных продуктов в качестве обогатителей. Так, пчелиную обножку можно использовать в качестве дополнительного источника витаминов и биологически активных веществ, для улучшения функциональной активности иммунной системы; пребиотик олигофруктозу – в качестве ценных пищевых волокон, обладающих пребиотической активностью, обеспечивающих двухстороннюю регуляцию микрофлоры кишечника.

Следовательно, использование в производстве кисломолочного продукта функционального назначения, тем самым расширить ассортимент обогащённых продуктов на российском рынке.

3.2. Выбор закваски для ацидофильного продукта органолептические, микробиологические и физико-химические показатели готового кисломолочного продукта.

Применение сухого бактериального концентрата лактобактерий прямого внесения позволит уменьшить количество пересадок культуры в ходе приготовления производственной закваски и обеспечить большую сохранность посторонней микрофлорой.

В ходе исследований были использованы закваски молочнокислых бактерий в виде сухой закваски прямого внесения. Сухую закваску вносили пастеризованную и охлажденную до температуры заквашивания молочную смесь с пчелиной обножкой и олигофруктозой. После внесения закваски смесь тщательно перемешивали и оставляли для сквашивания, продолжительность которого зависит от вида сквашивающих бактерий (закваски) и их активности.

Технологический процесс производства кисломолочных продуктов с разными видами закваски в лабораторных условиях представлен на рисунке 6.