Способ получения фитокомпозиции

Изобретение относится к биотехнологии и пищевой промышленности. Растительное сырье сортируют и завяливают до влажности 40-60% при температуре не менее 35°С в течение не менее 6 ч. Осуществляют его механическую деформацию. Ферментируют растительное сырье одним из штаммов пробиотических микроорганизмов Lactobacillus plantarum или Bifidobacterium bifidum в расчете не менее 6⋅10⁹ КОЕ на 300-600 г сырья при температуре не менее 40°С в течение не менее 20 ч. Осуществляют сушку до остаточной влажности не более 8% в сушилке конвекционного типа при температуре не более 60°С в течение не менее 4 ч. Изобретение обеспечивает повышение доли экстрактивных веществ и пищевой ценности, исключение патогенной микрофлоры в ферментируемом продукте, обогащение его метаболитами пробиотических микроорганизмов. 3 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии и пищевой промышленности, а именно к способам получения фитопродуктов путем ферментации растительного сырья с добавлением микроорганизмов, которые в дальнейшем могут служить в качестве биологически активных добавок в питании человека.

Известно, что в настоящее время у населения возрастает спрос на препараты растительного происхождения. Такие препараты, созданные на основе лекарственных растений, влияют на организм мягче, чем синтетические, лучше переносятся, значительно реже вызывают побочные аллергические реакции, также они просты в изготовлении в домашних условиях и являются относительно дешевыми в связи с использованием ежегодно возобновляемого сырья. Самым распространенным видом фитопрепаратов являются фиточаи, одним из способов производства которых является ферментация, позволяющая увеличить процент экстрагируемых веществ в конечном продукте.

Традиционный способ ферментации состоит из ряда последовательных стадий: сбор сырья, его завяливание, деформация, ферментация, далее сушка и фасовка. Сущность процесса заключается в протекании сложных многостадийных биохимических реакций фенольных соединений, которые инициируются в процессе механической деформации листа, в результате чего происходит высвобождение внутриклеточных ферментов, таких как полифенолоксидаза и пероксидаза.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения чайного напитка (патент RU 2528733 от 20.09.2014). Способ осуществляют следующим образом. Траву кипрея узколистного после сортировки завяливают и скручивают, причем завяливание кипрея осуществляют до влагосодержания 55-65% при температуре 20-24°С в течение 24 часов, скручивание - вручную или на механических роллерах с промежуточной сортировкой листа, ферментацию проводят после завяливания и скручивания в течение 3-4,5 часов при температуре 28-32°С до образования характерного темного цвета со слабым темно-зеленым оттенком и фруктового запаха, сушку проводят до остаточной влажности не более 12% в сушилке конвекционного типа при температуре 55-60°С в течение 3-4 часов, купажируют с чаем черным байховым и добавками из высушенного растительного сырья, перемешивают в купажном барабане при 4-5 об/мин в течение 5-6 минут, затем дозируют и упаковывают в потребительскую упаковку на вертикальном упаковочном автомате с весовым дозатором (МДУ - НОТИС - 01М). Данный способ принят в качестве прототипа.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа, - растительное сырье сортируют, завяливают до влажности 40-60%о, осуществляют его механическую деформацию, ферментируют, после чего осуществляют сушку до остаточной влажности не более 8% в сушилке конвекционного типа при температуре не более 60°С.

Недостатком прототипа является длительность стадии завяливания, в то время как самому процессу ферментации отводится малая часть времени, что не позволяет получить максимальное количество экстрактивных веществ в продукте. Наряду с возможной бактериальной обсемененностью сырья патогенной микрофлорой, все это негативно сказывается на качественных показателях готового продукта.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении доли экстрактивных веществ и пищевой ценности, исключении патогенной микрофлоры в ферментируемом продукте, обогащении его метаболитами пробиотических микроорганизмов.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается во введении в технологический процесс на стадии ферментации пробиотических микроорганизмов родов Lactobacillus, Bifidobacterium, Propionibacterium, Sacchromyces в качестве отдельных штаммов либо их комбинаций.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения фитокомпозиций, при котором растительное сырье сортируют, завяливают до влажности 40-60%, осуществляют его механическую деформацию, ферментируют, после чего осуществляют сушку до остаточной влажности не более 8% в сушилке конвекционного типа при температуре не более 60°С, согласно изобретению завяливание растительного сырья осуществляют при температуре не менее 35°С в течение не менее 6 часов, ферментацию проводят при температуре не менее 40°С в течение не менее 20 часов, предварительно инокулировав растительное сырье одним из штаммов пробиотических микроорганизмов родов Lactobacillus, Bifidobacterium, Propionibacterium, Saccharomyces либо их комбинацией в расчете не менее 6⋅10⁹ КОЕ на 300-600 г сырья, сушку осуществляют в течение не менее 4 часов.

В качестве растительного сырья используют различные виды растительного сырья, включенного в Государственную фармакопею Российской Федерации [1] и/или его комбинации между собой и растительным сырьем, не включенным в Государственную фармакопею Российской Федерации.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - завяливание растительного сырья осуществляют при температуре не менее 35°С в течение не менее 6 часов; ферментацию проводят при температуре не менее 40°С в течение не менее 20 часов, предварительно инокулировав растительное сырье одним из штаммамов пробиотических микроорганизмов родов Lactobacillus, Bifidobacterium, Propionibacterium, Saccharomyces либо их комбинацией в расчете не менее 6⋅10⁹ КОЕ на 300-600 г сырья; сушку осуществляют в течение не менее 4 часов; в качестве растительного сырья используют различные виды растительного сырья, включенного в Государственную фармакопею Российской Федерации и/или его комбинации между собой и растительным сырьем, не включенным в Государственную фармакопею Российской Федерации.

Перечисленные выше пробиотические микроорганизмы являются универсальными видами бактерий, способными адаптироваться к широкому кругу питательных сред и обладающими высокой устойчивостью в условиях неблагоприятной окружающей среды. Потребляя углеводы, промежуточные продукты гидролиза и другие органические вещества растительного сырья, они синтезируют в процессе культивирования витамины, аминокислоты, комплексы ферментных систем, бактериоцины, короткоцепочечные жирные кислоты, а также экзополисахариды, что позволяет получить ценный пищевой продукт, обогащенный метаболитами данных бактерий. Термическая устойчивость бактериальных метаболитов позволяет сохранить их в продукте при его высушивании, а также дальнейшей экстракции или настаивании. Также, являясь антагонистами большинства патогенных и условно-патогенных бактерий, вышеперечисленные пробиотические микроорганизмы подавляют их рост и развитие в растительном сырье, что благоприятно сказывается на качестве конечного продукта.

Экспериментально установлено, что введение в технологический процесс на стадии ферментации пробиотических микроорганизмов родов Lactobacillus, Bifidobacterium, Propionibacterium, Sacchromyces в качестве отдельных штаммов либо их комбинаций в количестве не менее 6⋅10⁹ КОЕ на 300-600 г сырья позволяет увеличить долю экстрактивных веществ в получаемом продукте до 60% по сравнению с методом, описанном в прототипе, в котором доля экстрактивных веществ составляла 25%.

Способ осуществляют следующим образом.

Растительное сырье (включенное и не включенное в ГФ РФ XIV), представленное, преимущественно, листьями в чистом виде, либо другими частями растения, такими как травы, корни, корневища, стебли, цветки, соцветия, плоды, почки либо их комбинированием [2], собирают в экологически чистом месте, затем сортируют и завяливают при температуре не менее 35°С и нормальном атмосферном давлении до влагосодержания 40-60%, далее осуществляют его механическую деформацию путем скручивания, измельчения либо растирания. Деформированное сырье помещают в отдельную стерильную емкость и проводят ферментацию в течение не менее 20 часов при температуре не менее 40°С до образования характерного фруктового запаха и потемнения продукта, предварительно инокулировав в сырье чистую культуру пробиотических бактерий рода Lactobacillus, Bifidobacterium, Propionibacterium, Saccharomyces, использовав отдельно взятый вид, либо их комбинацию в количестве не менее 6⋅10⁹ КОЕ на 300-600 г сырья. Сушку продукта проводят в сушилке конвекционного типа при температуре, не разрушающей химические соединения конкретного используемого растения в течение не менее 4 часов, затем продукт фасуют и упаковывают. В зависимости от назначения конечного фитопрепарата возможно использование растительного сырья различных растений, а также комбинации из них и других растительных компонентов. Полученный продукт, обогащенный метаболитами пробиотических микроорганизмов, может купажироваться с различными добавками из растительного сырья, такими как ягоды, высушенные и ферментированные листья, цветки, лепестки, корни и корневища с целью введения в продукт дополнительного вкуса, аромата, либо ценных биологических свойств.

Водное или спиртовое извлечение готового продукта получают методом экстрагирования либо настаивания. Навеску продукта помещают в емкость и добавляют очищенную воду с температурой не менее 90°С в соотношениях 1:10, 1:50 либо 1:100 в течение не менее 15 минут. Спиртовое извлечение получают при помощи спирта этилового в концентрации не менее 60% в соотношении продукта к спирту 1:5 или 1:10 при комнатной температуре и выдерживают в течение не менее 2-х суток.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения фиточая и фитокомпозиций, обогащенных метаболитами пробиотических микроорганизмов.

Пример 1.

В экологически чистом месте проводили сбор листьев топинамбура и черной смородины, сырье сортировали, удаляли поврежденные листья. Затем сырье завяливали при температуре 35°С в течение 6 часов до влагосодержания 40-60%. Затем сырье скручивали вручную либо на механических роллерах, после чего перекладывали в емкости, куда инокулировали предварительно культивированный на жидкой питательной среде штамм пробиотических микроорганизмов Bifidobacterium bifidum в количестве 6⋅10⁹ КОЕ на 400 г сырья. После чего сырье перемешивали, утрамбовывали и оставляли на ферментацию в течение 20 часов при температуре 40°С. В процессе ферментации сырье приобретает темный оттенок и фруктовый запах. Ферментированные полуфабрикаты сушили при температуре 60°С 4 часа до остаточной влажности не более 8% в сушилке конвекционного типа.

Продукт включает в себя листья топинамбура в количестве 50 мас. % и листья черной смородины в количестве 50 мас. %.

При экстрагировании получали прозрачный настой насыщенного темно-зеленого цвета. Напиток имеет травяной аромат с легким фруктовым оттенком и сладковатым привкусом,

Наличие в листьях топинамбура полисахарида инулина, имеющего свойства понижать сахар и холестерин в крови позволяет использовать данный продукт людям с заболеванием сахарного диабета. Наличие у инулина пребиотического действия, а также пробиотических метаболитов в продукте оказывает синергетический эффект на желудочно-кишечный тракт человека, способствуя восстановлению оптимального баланса кишечной микрофлоры и нормализации обмена веществ. В листьях черной смородины витамин С, макроэлементы, такие как магний, кальций, калий, фосфор, а также полифенольные соединения, такие как катехины, биофлавоноиды, проявляют антиоксидантное, противовоспалительное действия и оказывают общеукрепляющее влияние на организм в период простудных заболеваний. Также листья черной смородины придают напитку приятный вкус и аромат. Доля экстрактивных веществ - не менее 55%.

Пример 2.

В экологически чистом месте проводили сбор листьев черной смородины, малины, яблони и топинамбура. Сортировку и завяливание листьев проводили по аналогии с предыдущим примером. Сырье измельчали при помощи измельчителя, затем перекладывали в емкости для ферментации и инокулировали клетками пробиотических микроорганизмов вида Lactobacillus plantarum в количестве 6⋅10⁹ КОЕ на 500 г сырья. Ферментацию сырья проводили при аналогичных примеру 1 условиях. Сушку осуществляли при температуре 60°С в течение 4 часов для листьев топинамбура и при температуре 50°С в течение 5 часов для листьев черной смородины, малины, яблони до остаточной влажности не более 8% в сушилке конвекционного типа. Полученные продукты купажировали друг с другом, а также с различными растительными добавками.

В полуфабрикат из листьев топинамбура в количестве 40 мас. % добавляли ферментированные листья малины в количестве 15 мас. %, яблони в количестве 15 мас. %, черной смородины в количестве 20 мас. %, а также высушенные плоды черноплодной рябины в количестве 5 мас. % и земляники в количестве 5 мас. %.

При экстрагировании получали слегка мутный настой светло-коричневого цвета с древесным ароматом и легкими нотками фруктовой композиции, гармоничным вкусом с небольшой терпкостью.

Наличие в продукте листьев малины, яблони, смородины, а также ягод черноплодной рябины и земляники обеспечивает его витаминами В, С, Е, K, органическими кислотами, минеральными, дубильными веществами, эфирными маслами и флавоноидами, что придает напитку иммуномодулирующее, антиоксидантное, противовоспалительное и общеукрепляющее действие, повышает сопротивляемость и адаптируемость организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Доля экстрактивных веществ в полученном продукте - не менее 60%.

Пример 3. В экологически чистом месте проводили сбор корня имбиря. Полученное сырье сортировали, очищали, измельчали, перекладывали в емкости для ферментации и инокулировали клетками Bifidobacterium bifidum в количестве 6⋅10⁹ КОЕ на 400 г сырья. Процесс ферментации и сушки проводили аналогично примеру 1.

При экстрагировании получали мутный настой светло-зеленого цвета с характерным запахом имбиря и легкой горчинкой во вкусе. Корень имбиря обладает противовоспалительными, укрепляющими, тонизирующими свойствами, улучшает пищеварение и метаболизм. Доля экстрактивных веществ и пищевой ценности в полученном продукте - не менее 50%.

Предлагаемый способ позволяет получать фитокомпозиции, обогащенные метаболитами пробиотических микроорганизмов, из различных видов растительного сырья (как включенного, так и не включенного в ГФ РФ XIV) с высокими органолептическими показателями и богатым химическим составом, что, в итоге, обеспечивает высокую биологическую активность полученных продуктов.

Комбинирование различных видов сырья позволяет в каждом случае получить уникальный сбор, адаптированный под ту или иную патологию организма и использоваться в качестве поддерживающей, восстанавливающей или закрепляющей терапии, а также в качестве профилактических мер.

Источники информации

1. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV издание. Том IV. - М: ФЭМБ, 2018. - 1833

2. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV издание. Том II. - М.: ФЭМБ, 2018. - 1449 с.

Способ получения фитокомпозиции, при котором растительное сырье сортируют, завяливают до влажности 40-60%, осуществляют его механическую деформацию, ферментируют, после чего осуществляют сушку до остаточной влажности не более 8% в сушилке конвекционного типа при температуре не более 60°С, отличающийся тем, что завяливание растительного сырья осуществляют при температуре не менее 35°С в течение не менее 6 ч, ферментацию проводят, инокулировав растительное сырье одним из штаммов пробиотических микроорганизмов Lactobacillus plantarum или Bifidobacterium bifidum в расчете не менее 6⋅10⁹ КОЕ на 300-600 г сырья, при температуре не менее 40°С в течение не менее 20 ч, сушку осуществляют в течение не менее 4 ч.