Спосіб виробництва профілактичних комбінованих препаратів на основі рослинної сировини

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, в частности для получения лечебнопрофилактических препаратов из растительного сырья. Известно, что пищевые волокна являются необходимой составной частью рационов питания. Дефицит этого компонента в пище значителен, что определяет фактор риска в развитии многочисленных заболеваний. Ценность водорослевых пищевых волокон определяется не только интегральными показателями их качества, но и наличием специфических биополимеров, не имеющих аналогов в высших растениях. Известен способ производства препаратов из бурых водорослей с длительным сроком хранения, полученный ферментативным путем. Бурую водоросль обрабатывают раствором бикарбоната натрия или раствором уксусной кислоты. Раствор, имеющий pH 5,0 - 6,5 берут в количестве, при котором содержания кислоты в готовом продукте 0,05 - 1,0%. Смесь нагревают в течение 15мин при 40 - 70°C (Патент Японии №62 - 336559, кл. A23L1/337, 1989). Недостатком данного способа является то, что полученный препарат - однокомпонентний и имеет невысокие диетические свойства, грубую консистенцию. Известен способ растворения водорослей. Бурую водоросль разрезают или раздавливают на частицы шириной менее 2мм, выдерживают 0,5 - 2 часа в 0,2 - 2% растворе серной кислоты, промывают водой, выдерживают с растворением в течение 1 - 3 часов при 40 - 70°C в 0,5 - 10% водном растворе соды (Патент Японии №63 - 36660, кл. A23L1/338, 1989). Недостатком данного способа является невысокая биологическая ценность готового продукта и водоудерживающая способность его. Известен способ обработки красных водорослей в качестве пищевой добавки. Красную водоросль смешивают с уксусом, вводят при кислой pH агент набухания, смесь нагревают при перемешивании, затем в раствор добавляют коагулятор и продукт коагуляции формуют (Патент Японии №62 - 36661, кл. A23L1/339, 1990). Недостатком данного способа является обедненность мегниноподобными биополимерами получаемого пищевого концентрата и низкая его сорбционная активность по отношению к холевым кислотам. Существует способ производства сухих концентратов с повышенным содержанием балластных веществ, заключающийся в смешивании зернового ингредиента с продуктом переработки пшеничных отрубей, т.е. с пищевыми волокнами и другими компонентами рецептуры. Пищевые волокна получены гидролизом пшеничных отрубей и вводят их в количестве 5 - 20% от массы рецептурной смеси (Авт. св. СССР №1808289, кл. A23L10/10, Бюл. №14, 1993). Недостатком данного способа является невысокий уровень поглощения вредных веществ, а также низкая водоудерживающая способность готового продукта. Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ получения препарата (пищевых волокон из пшеничных отрубей), в котором за счет ввода комбинированного препарата пищевых волокон из пшеничных отрубей с пектином повышаются сорбционные и детоксикационные свойства продукта. Согласно изобретению, в качестве продукта переработки пшеничных отрубей использовался комбинированный препарат пищевых волокон в количестве 5 - 20% от массы смеси. Способ получения пищевых волокон включает в себя выдержку отрубей пшеницы в течение 45 - 70мин в растворе серной кислоты с концентрацией 1,7%, нагретой до 95 - 98°C. После отделения из раствора твердой фазы кислоту нейтрализуют раствором щелочи до достижения pH 5 - 6. Полученные после сушки пищевые волокна смешивают с гельформирующими полисахаридами в соотношении 1 : 1 по массе, смесь замачивают в воде в течение 50 - 60мин нагревают до 60 - 70°C, а образовавшуюся массу выдерживают в течение 25 - 30мин при температуре окружающей среды и высушивают (Патент СССР №1836033, кл. A23L1/10, Бюл. №31, 1993). Недостатком данного способа является использование в качестве пищевой добавки не всего водораслевого компонента, а лишь его части (гельформирующих полисахаридов - агараида, пектина), недостаточно высокий уровень сорбционной активности по отношению к ионам тяжелых металлов, а также низкая водоудерживающая способность комбинированных препаратов. В основу данного изобретения поставлена задача создания нового способа производства профилактических комбинированных препаратов на основе пищевых волокон и водорослей, в котором за счет ввода нетрадиционного компонента - нативных водорослей Cracilaria и Cystozeira, выращенных в условиях искусственного разведения, можно значительно повысить сорбционную активность и водоудерживающую способность полученных препаратов. Комбинированные препараты на основе пищевых волокон предназначены для использования в производстве новых видов диетических изделий пониженной калорийности с нативными водораслевыми добавками способствующими выведению ионов тяжелых металлов и холевых кислот - продуктов распада холестерина, а также увеличению уровня водоудерживающей способности готового продукта. Использование нативных водорослей - Cracilaria verrucosa (отдел Rhodofyta), Cystazeira Incurva (отдел Phaenofyra), выращенных в условиях искусственного разведения как источника водорослевых пищевых волокон обусловлено их ценностью как источника специфических биополимеров, не имеющих аналогов в высших растениях. Качество водорослей как пищевых волокон можно повысить соединив их с зерновым ингредиентом - пищевыми волокнами отрубей пшеницы, содержащим значительное количество лигнина - единственного растительного биополимера, устойчивого не только к действию ферментов человеческого организма, но и к кишечной микрофлоре. Поставленная задача решается тем, что в способе производства профилактических комбинированных препаратов на основе пищевых волокон и водорослей, включающим выдержку отрубей пшеницы в нагретом водном растворе серной кислоты, отделение от раствора твердой фазы, ее промывку и сушку с получением пищевых волокон, согласно изобретению, отруби выдерживают в течение 45 - 70мин в растворе серной кислоты с концентрацией 1,7% нагретом до 95 - 98°C, после отделения из раствора твердой фазы ее нейтрализуют раствором щелочи до достижения pH 5 - 6 с последующей выдержкой 20 - 30мин полученные после сушки пищевые волокна смешивают с нативными веществами Cracilaria, Cystozeira выращенными в условиях искусственного разведения и предварительно обработанными водой в течение 1,5 - 2 часов, гидромодуль 1 : 20 при температуре 95 - 100°C в соотношениях 1 : 4, 1 : 6, 1 : 9, 1 : 15, 1 : 18, 1 : 32 (по массе), а полученные комбинированные препараты выдерживают в течение 20 - 30мин при температуре окружающей среды с последующей сушкой. Комбинированные препараты на основе пищевых волокон отрубей пшеницы получают путем сочетания 80 - 97 весовых частей их с 3 - 20 весовыми частями нативных водорослей, выращенных в условиях марикультуры. Способ осуществляется следующим образом. Пищевые отрубы пшеницы выдерживают в водном растворе серной кислоты в течение 45 - 70мин с концентрацией 1,7%, нагретой до 95 - 98°C, после отделения из раствора твердой фазы ее нейтрализуют раствором щелочи до достижения pH 5 - 6 с последующей выдержкой в течение 20 - 30мин. Полученные после сушки пищевые волокна смешивают с нативными водорослями Gracilaria verrucosa и Cystozeira incurva, выращенными в условиях искусственного разведения и предварительно обработанными горячей проточной водой, измельченными (диапазон размера частиц 0,5 1,0мм) и обработанными водой в течение 1,5 - 2 часов (гидромодуль 1 : 20) при температуре 95 - 100°C. Горячий разваренный раствор водорослей смешивают с пищевыми волокнами отрубей пшеницы в следующих массовых соотношениях: 1) 80% пищевых волокон отрубей пшеницы и 20% водорослей на (КПП-1) 2) -"- -"3) 85% пищевых волокон отрубей пшеницы и 15% водоросли на (КПП-2) 4) -"- -"5) 90% пищевых волокон отрубей пшеницы и 10% водоросли на (КПП-3) 6) -"- -"7) 94% пищевых волокон отрубей пшеницы и 6% водоросли на (КПП-4) 8) -"- -"9) 95% пищевых волокон отрубей пшеницы и 5% водоросли на (КПП-5) 10) -"- -"11) 97% пищевых волокон отрубей пшеницы и 3% водоросли на (КПП-6) 12) -"- -"Полученные комбинированные препараты выдерживают в течение 20 - 30мин при комнатной температуре и сушат до влажности не выше 10%. Диапазон размера частиц талломов водорослей обусловлен наивысшей сорбционной активностью полученных комбинированных препаратов по отношению к сорбируемым агентам - холевой кислоте и ионам свинца. Продолжительность разваривания водорослей выбрана в соответствии с целью получения комбинированных препаратов с максимальной сорбционной активностью по отношению к пищевым волокнам отрубей пшеницы и самих водорослей: увеличение времени обработки более чем 2 часа не приводит к дальнейшему всплеску сорбционной активности; уменьшение же оптимального времени (1,5 часа) ведет к плавному снижению связывания комбинированными препаратами ионов тяжелых металлов и холевых кислот. Влажность комбинированного препарата выше 15% после сушки не обеспечивает его сохранность во времени. Полученные препараты не требуют специального отжима и могут быть направлены непосредственно на сушку. Выбор массовой доли водорослевого компонента от 3% до 20% определился на основании необходимого потребления людьми пищевых волокон 10 - 20г в сутки (Spiller G.A. Dictary fiber deficiency and discady an overview / Bullroy Soc. - 1982. - №2. - P.9 - 10). Новые комбинированные препараты пищевых волокон, полученные путем смешивания нативных водорослей, выращенных в условиях искусственного разведения, и пищевых волокон отрубей пшеницы характеризуются улучшенными по сравнению с пищевыми волокнами отрубей пшеницы функциональными свойствами, определяющими их физиологическое действие (табл.1). Это видно по следующим показателям: водологлощение пищевых волокон отрубей пшеницы составляет 5,2г H2O/г, нативных водорослей 9,2г и 7,4г, тогда их совмещение в комбинированных препаратах этот показатель возрастает с массовой доли ввода водорослевого компонента от 9,2г до 10,8г (на основе Грацилярии) и от 7,3г до 9,6г (на основе Цистозиры). Полученные комбинированные препараты нельзя отождествлять и с обычным механическим смешиванием исходных компонентов. Предложенный нами способ обработки водорослей и совмещения их в определенных колбах с пищевыми волокнами отрубей пшеницы предполагает получение сверхсуммарного функционального эффекта в полученных препаратах. Обратимся к данным табл.1. Пищевые волокна отрубей пшеницы сорбируют холевую кислоту в количестве 9,71мг/г, Грацилярия 7,0мг/г, Цистозира - 5,2мг/г, а в полученных комбинированных препаратах этот показатель составляет от 10,7мг/г до 13,0мг/г (на основе Гр.) и от 10,1мг/г до 12,0мг/г (на основе Цистозиры). Полученные фактические показатели сорбции химических кислот комбинированными препаратами, на основе искусственно выращенных водорослей, превосходит, теоретически ожидаемые результаты на 28 - 55% (для Грацилярии) и 21 - 44% (для Цистозиры). Подобная закономерность прослеживается и в вычислении значения сорбции ионов свинца: пищевые волокна отрубей пшеницы сорбируют 14,9мг/г, Грацилярия - 31,0мг/г, Цистозира - 27,7мг/г, тогда как комбинированные препараты на основе водорослей от 32,8мг/г до 47,8мг/г (на основе Грацилярии) и 35,1мг/г до 47,9мг/г (на основе Цистозиры), что составляет от теоретически ожидаемого, увеличения на 38 - 98г% (на основе Грацилярии) и 48,4 - 58,3% (на основе Цистозиры). Профилактические комбинированные препараты на основе пищевых волокон отрубей пшеницы и водорослей обладают и антиокислительными свойствами, что усиливает их детоксицирующее действие (табл.2, 3). Установлено, что массовая концентрация антиокислителей как в нативной Красной водоросли Gracilaria verrucosa так и в комбинированном препарате с ее включением в 2 раза превосходит аналогичные показатели у Бурой водоросли Cystozeira incurva и препарате на ее основе, а также самих пищевых волокон отрубей пшеницы (табл.2). Подобная же закономерность прослеживается и в определении антиокислительной активности присутствующих антиоксидантов в исследуемых образцах (табл.1). Интенсивность хемолюминесценсии, отражающая интенсивность спонтанных излучений в живых системах в 2,5 раза ниже в комбинированных препаратах на основе Красной водоросли - Gracilaria по сравнению с пищевыми волокнами отрубей пшеницы и комбинированными препаратами с включением Бурой водоросли - Cystozeira. Анализ полученных данных позволяет заключить, что водоросли-макрофиты содержат в своем талломе значительное количество антиоксидантов средней силы действия. А сочетание в комбинированных препаратах водорослевых компонентов с пищевыми волокнами отрубей пшеницы приводит к увеличению антиоксидантной активности образцов в 1,5 - 2 раза и в связи с этим является потенциальным средством повышения неспецифической устойчивости живых организмов, способствующим эффекту стимуляции антиокислительной защиты биологических систем. Получение комбинированных препаратов на основе пищевых волокон отрубей пшеницы и водорослей, выращенных в условиях искусственного разведения осуществляют следующим образом. Пример 1. Навеску пищевые волокна отрубей пшеницы массой 97г заливают раствором серной кислоты с концентрацией 1,7% и гидромодуль (1 : 6) нагревают до 98°C и выдерживают в течение 70мин. После отделения из раствора твердой фазы кислоту нейтрализуют щелочью до достижения pH 6, с последующей выдержкой 30 минут. Полученные пищевые волокна отрубей пшеницы сушат и смешивают с нативной водорослью Gracilaria или Cystozeira предварительно обработанными следующим образом. Навеску водоросли массой 3г заливают 60мл воды и разваривают в течение 2 часов при 100°C. По окончании обработки в горячий раствор водоросли всыпают пищевые волокна отрубей пшеницы при интенсивном перемешивании. Смесь выдерживают 30мин при температуре окружающей среды и сушат до влажности не выше 10%. Пример 2. Навеску пищевых отрубей пшеницы массой 90г заливают раствором серной кислоты с концентратом 1,7% гидромодуль 1 : 6 и нагретой до 97°C и выдерживают в течение 60мин. После отделения из раствора твердой фазы кислоту нейтрализуют щелочью до достижения pH 5,5 с последующей выдержкой 25мин. Полученные пищевые волокна отрубей пшеницы сушат и смешивают с нативной водорослью Gracilaria verrucosa или Cystozeira incurva предварительно обработанными следующим образом. Навеску водоросли массой 10г заливают 200мл воды и разваривают в течение 1 часа при температуре 97°C. По окончании обработки в горячий раствор водоросли всыпают пищевые волокна отрубей пшеницы при интенсивном перемешивании. Смесь выдерживают 25мин при температуре окружающей среды и сушат до влажности не выше 10%. Пример 3. Навеску пищевых волокон отрубей пшеницы массой 60г заливают раствором серной кислоты с концентрацией 1,7% гидромодуль 1 : 6 и нагревают до 95°C и выдерживают в течение 45мин. После отделения твердой фазы кислоту нейтрализуют щелочью до достижения pH 5 с последующей выдержкой - 20 минут. Полученные пищевые волокна отрубей пшеницы сушат и смешивают с водорослями предварительно обработанными. Навеску водоросли 20г заливают 100мл воды и разваривают 1,5 часов при температуре 95°C. Смесь выдерживают 20мин при температуре окружающей среды и сушат до влажности не выше 10%. Полученные по предлагаемому способу комбинированные препараты, сочетающие в своем составе грубые и диетические волокна, представляют собой коричневый порошок со слабовыраженным запахом хлеба. Полученные пищевые препараты могут быть использованы как в натуральном виде, так и в качестве добавок в хлебобулочные, кондитерские изделия с целью получения продуктов с диетическими свойствами и пониженной калорийностью. Техническим результатом данного изобретения является получение комбинированных препаратов на основе водорослей-макрофитов, выращенных в условиях искусственного разведения, и зернового ингредиента - пищевые волокна отрубей пшеницы с повышенными детоксикационными свойствами, в частности, способности связывать ионы тяжелых металлов, сорбировать метаболиты холестерина - холевые кислоты с последующим выведением этих вредных веществ из организма. Использование предлагаемого способа получения комбинированных препаратов на основе водорослей, выращенных в условиях искусственного разведения, позволит значительно снизить расход комбинированных препаратов по сравнению с пищевыми волокнами отрубей пшеницы при тех же физиологических эффектах. Полученные данным способом комбинированные препараты на основе пищевых волокон отрубей пшеницы и водорослей характеризуются функциональными свойствами: значительным водопоглощением, антиокислительной активностью и могут быть использованы для лечебно-профилактического питания населения, в частности, в районах загрязненных радионуклидами вследствие аварии на ЧАЭС.