Способ получения съедобного биологически активного полуфабриката и съедобный биологически активный полуфабрикат, полученный этим способом

 

Изобретение относится к пищевой, сельскохозяйственной и биотехнологической промышленности. Изобретение касается производства съедобных биологически активных полуфабрикатов на основе микроорганизмов. Способ получения съедобного биологически активного полуфабриката предусматривает измельчение влажного съедобного углеводистого растительного субстрата, в том числе пищевых или сельскохозяйственных отходов. Затем измельченную массу подвергают спонтанной ферментации в аэробных условиях за счет собственной микрофлоры используемого субстрата. После чего из ферментированного субстрата выделяют отдельные колонии. Из колоний выделяют чистую культуру термотолерантных дрожжей или дрожжеподобных грибов, которую выбирают из группы родов: Pichia, Candida, Rhodotorula, Metchnikovia, активно растущих при температуре 30-37°С. Причем для дальнейшей твердофазной ферментации в качестве продуцентов биомассы отбирают культуры с размером клеток (1,5-4,0)×(3,0-10,0) мкм и засевают углеводистую питательную среду с нейтральной реакцией, которую наносят на твердый носитель, обеспечивая при этом влажность 30-75%. Проводят твердофазное культивирование в аэробных условиях при температуре 30-37°С в течение 12-48 часов до накопления 2-5 млрд. клеток/г. влажной культуры. Затем выращенную культуру инактивируют с получением целевого продукта. Изобретение позволяет получить универсальный съедобный биологически активный полуфабрикат с пребиотическими свойствами для разных биологических объектов, как для человека, так и для животного. Полученный полуфабрикат также способствует комплексному регулированию различных функций в организме человека и животных. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 11 табл.

Изобретение относится к пищевой, сельскохозяйственной и биотехнологической промышленности, и касается производства биологически активных полуфабрикатов на основе микроорганизмов, обладающих повышенной питательной ценностью и способностью комплексного регулирования целого ряда функций в организме биологического объекта - человека или животного.

На фоне несбалансированного питания, в частности дефицита пищи по незаменимым аминокислотам и витаминам, и неблагоприятных экологических воздействий употребление продуктов питания или кормов, содержащих натуральные биологически активные добавки (БАД), становится актуальной предпосылкой для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека или животных.

В последнее время широкое распространение получили профилактические добавки на основе молочного сырья для регулирования микробиоценозов желудочно-кишечного тракта путем введения размноженных на молочных субстратах различных штаммов бифидо- и лактобактерий (патент RU 2102898, кл. А 23 С 9/127, 27.01.1998; патент RU 2130269, кл. А 23 С 9/12, 20.05.1999; патент RU 2064269, кл. А 23 С 9/12, 27.07.1996 и др.).

Но эти добавки имеют определенные недостатки. Хотя бифидо- и лактобактерии в молочных пищевых продуктах и в аптечных бактериальных препаратах оказывают определенное позитивное действие в просвете желудочно-кишечного тракта, однако далеко не всегда они обладают выраженной способностью колонизовать слизистую кишечника в конкретном организме и часто проходят транзитом, не обеспечивая стабильной нормализации микробиоценозов желудочно-кишечного тракта.

В качестве БАД также могут быть использованы дрожжи, как специально выращиваемые, так и являющиеся побочным продуктом основного производства. При промышленном получении вина, спирта, пива, кваса и ряда другой продукции накапливающаяся масса дрожжей после ферментации почти совсем не используется, а если используется, то весьма неэффективно. К тому же количество образующихся в этих процессах дрожжей довольно небольшое, что вообще характерно для анаэробного культивирования дрожжей.

Дрожжи способны расти на дешевых субстратах, обладают высокой скоростью роста, могут изменять состав перерабатываемого субстрата в заданном направлении, относительно стабильны при разных условиях культивирования, безвредны для людей и животных и окружающей экосистемы, в аэробных условиях сравнительно быстро образуют большое количество нетоксичной биомассы. Используя различные вещества, можно направленно увеличивать в клетках содержание аминокислот, витаминов и минеральных веществ.

Дрожжи хорошо растут на питательных средах, являющихся побочными продуктами при переработке свежих плодов, ягод и винограда, овощей, технической и сельскохозяйственной растительной продукции и дикорастущего сырья. Дрожжи обеспечивают более высокий выход биомассы, чем бактерии, так как их клетки крупнее.

Известен способ получения лечебно-профилактической добавки, основанный на использовании жизнедеятельности дрожжей (Борисенко Н.А. Разработка технологии ферментированных продуктов на основе зерна ржи. Автореф. дис. канд. техн. наук. - Москва - 1996 - 25 с.). Согласно ему к съедобному растительному сырью добавляют культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae (vini) ВКПМ У-511 и культивируют при температуре 20-40°С, причем полученные после выращивания дрожжевые культуры инактивируют и подвергают сушке. Способ позволяет с помощью полученной культуры нейтрализовать токсины патогенных и условно-патогенных бактерий и активировать собственную бактериальную флору организма человека.

Однако по этому способу используют биологический и биосинтетический потенциал лишь одного штамма дрожжей-сахаромицетов. При этом известно, что ориентировка на единственный, хотя и высокопродуктивный штамм микроба-продуцента всегда несет в себе элемент опасности сбоя производства из-за случайной утраты или вырождения этого штамма. Хорошей гарантией от такой случайности является наличие множества равноценных взаимозаменяемых высокопродуктивных микробных культур, а еще лучше существование постоянного источника таких культур и методики пополнения их набора.

Известен способ производства белковых препаратов на основе нетрадиционного сырья и дрожжей для животных, предусматривающий выделение дрожжей и дрожжеподобных грибов - продуцентов из животноводческих стоков и из комплексных микробных заквасок, используемых в традиционных для ряда стран процессах протеинизации растительного сырья, и биоконверсию таких нетрадиционных субстратов как животноводческие стоки, отходы хранения и переработки плодов и овощей, целлюлозосодержащие отходы растениеводства путем глубинного и твердофазного культивирования дрожжей на этих отходах (Борисенко Е.Г. Разработка комплексной технологии белковых препаратов на основе нетрадиционного сырья и дрожжей. Автореф. дис. докт. техн. наук. - Москва - 1990 - 51 с.).

Однако в этом способе не предусмотрено использование дрожжей, выделенных из съедобных субстратов и непосредственно из микробиоценозов желудочно-кишечного тракта человека и животных, не рассматриваются вопросы биоконверсии традиционных пищевых и кормовых продуктов дрожжами, и также не используется комбинированная ферментация с помощью дрожже-бактериального комплекса.

Известен способ получения биологически активного пищевого полуфабриката и пищевой биологически активный продукт, полученный на его основе (патент РФ № 2181018 от 10 апреля 2002 г.). Согласно этому способу биоконверсию растительных субстратов осуществляют с помощью культур дрожжей-сахаромицетов, выделяемых из микробных ценозов винодельческого сырья, выделенные дрожжи выращивают на нейтральных питательных субстратах методом глубинного или твердофазного культивирования, а выращенные культуры используют в качестве пищевого полуфабриката непосредственно или после дополнительной ферментации с помощью бактериальных культур с пробиотическими свойствами.

Однако в этом способе для биоконверсии растительного сырья используют дрожжи-сахаромицеты, и продуценты выделяют лишь из винодельческого сырья, при этом не учитываются возможности использования дрожжей и дрожжеподобных грибов других родов и получения дрожжевых культур из других натуральных продуктов питания или их отходов. Кроме того, дрожжи-сахаромицеты плохо растут при твердофазном сравнительно более дешевом способе культивирования, при этом их температурный оптимум роста находится около 30°С, но его трудно удержать постоянным, а перепады температур в ±2-4°С, особенно перегрев, способствуют остановке роста этой культуры. Также в этом способе не предусмотрена комбинированная ферментация, при которой полезные бактерии выращивают на дрожжевых культурах разных родов. К тому же этот способ не претендует на универсальность при производстве как пищи, так и корма.

Принципиальным отличием заявленного изобретения является универсальность предложенного способа производства съедобного биологически активного полуфабриката и универсальное назначение самого полуфабриката применительно для всех биологических объектов, в частности для человека и животного. Анализируя приведенные аналоги, необходимо сказать, что, несмотря на некую схожесть ряда существенных признаков, ни в одном из них не реализуется подобное универсальное назначение, заявляемое в данном изобретении, в связи с чем ни один из них не может быть выбран в качестве ближайшего аналога.

Задачей настоящего изобретения является разработка универсального и простого, ресурсосберегающего и доступного способа получения из растительного сырья универсального съедобного биологически активного полуфабриката с пребиотическими свойствами для разных биологических объектов, как для человека, так и для животного. Универсальный съедобный полуфабрикат предназначен для получения различных функциональных пищевых продуктов или биологически активных кормов на основе микробной биомассы с пребиотическими свойствами, который бы помогал обеспечивать ежедневные потребности человека или животного в незаменимых аминокислотах, витаминах, макро- и микроэлементах, а также в других биологически активных веществах.

Эта задача решается тем, что способ получения съедобного биологически активного полуфабриката предусматривает: измельчение влажного съедобного углеводистого растительного субстрата, в том числе пищевых или сельскохозяйственных отходов, затем измельченную массу подвергают спонтанной ферментации в аэробных условиях за счет собственной микрофлоры используемого субстрата, затем из ферментированного субстрата выделяют отдельные колонии, а из них чистую культуру термотолерантных дрожжей или дрожжеподобных грибов, которую выбирают из группы родов: Pichia, Candida, Rhodotorula, Metchnikovia, активно растущих при температуре 30-37°С, причем для дальнейшей твердофазной ферментации в качестве продуцентов биомассы отбирают культуры с размером клеток (1,5-4,0)х(3,0-10,0) мкм, которыми затем засевают углеводистую питательную среду с нейтральной реакцией, которую наносят на твердый носитель, обеспечивая при этом влажность 30-75%, и проводят твердофазное культивирование в аэробных условиях при температуре 30-37°С в течение 12-48 часов до накопления 2-6 млрд.клеток/г влажной культуры, а затем выращенную культуру инактивируют с получением целевого продукта.

В качестве твердого носителя питательной среды могут использовать пористый целлюлозосодержащий крахмалистый продукт пищевого достоинства, измельченный пористый продукт непищевого достоинства или применяют ткань, интенсивно впитывающую воду и разрешенную для использования в пищевых производствах, например бельтинг.

Полученный полуфабрикат можно использовать во влажном или в высушенном виде.

В другом случае выполнения способа полученный полуфабрикат разделяют на мелкодисперсную и крупнодисперсную фракции, из которых мелкодисперсную, освобожденную от твердого носителя, используют в качестве биологически активной добавки к пище (БАД к пище) или в качестве функционального полуфабриката для корма моногастричных животных, а крупнодисперсную фракцию, содержащую твердый носитель, или в качестве биологически активной пищевой основы, или в качестве биологически активного компонента корма для дигастричных животных.

В частном случае смыв жидкостью с выращенной твердофазной культуры, отделенный от твердой фракции культуры, который представляет собой взвешенную в жидкости фракцию, подвергают высушиванию с получением дрожжевого концентрата. При этом в качестве жидкости для смыва с выращенной твердофазной культуры используют воду или молоко.

Для двухэтапного культивирования выращенную твердофазную культуру или ее взвешенную в жидкости фракцию стерилизуют и используют в качестве питательной среды в процессе твердофазного или глубинного культивирования для бактериальных культур с пробиотическими свойствами.

Выращенные бактериальные культуры с пробиотическими свойствами используют во влажном или в высушенном виде.

Универсальный съедобный биологически активный полуфабрикат с пищевым или кормовым назначением производят по любому из вариантов вышеуказанного способа.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание универсального способа получения съедобного биологически активного полуфабриката и обеспечение универсальности биологически активного полуфабриката с пребиотическими свойствами для любых биологических объектов - человека, в т.ч. для детского, диетического и специального питания, для лиц пожилого и старческого возраста, работающих в опасных и вредных условиях, сельскохозяйственных животных и птиц, прежде всего молодняка, домашних животных и птиц. На основе такого универсального съедобного полуфабриката легко, доступно и просто получать различные биологически активные добавки к пище (БАД к пище), биологически активные пищевые основы и функциональные пищевые продукты в разных отраслях, дрожжевые концентраты различного назначения, биологически активные компоненты и корма для дигастричных животных, функциональные корма для моногастричных животных и т.д.

Универсальный съедобный полуфабрикат обладает повышенным содержанием микробного белка, близкого к животному белку по содержанию незаменимых аминокислот, высокой способностью к нейтрализации токсичных метаболитов патогенных и условно-патогенных бактерий, а также способностью регулировать и нормализовать микробиоценозы желудочно-кишечного тракта биологических объектов. В отличие от пробиотиков - живых микроорганизмов инактивированные культуры дрожжей и дрожжеподобных грибов в организме биологических объектов выполняют функции пребиотиков - стимуляторов пробиотиков и собственных функций ЖКТ. Пребиотики являются своего рода "подложкой" для сохранения жизнеспособности и увеличения прироста полезных бактерий. Таким образом, пребиотики влияют на благосостояние человеческого организма, нормализуя и расширяя функции интестинальной микрофлоры. Все это обеспечивает эффективное использование такого полуфабриката для профилактики при различных токсикоинфекциях и интоксикациях, диарее, гастритах, энтеритах, колитах, дисбактериозах, нарушениях функции печени, обмена веществ и т.п.

Культуры дрожжей и дрожжеподобных грибов из родов - Saccharomyces, Pichia, Candida, Rhodotorula, Metchnikovia, Tpichosporon получают из спонтанных ценозов таких пищевых продуктов как плоды, ягоды, овощи, продукты бахчеводства и т.п., причем наиболее вероятно получение из образцов с признаками микробного поражения. Съедобное сырье используют в твердом увлажненном, полужидком или жидком виде. В качестве съедобных растительных субстратов используют плодово-ягодное, овощное, зерновое сырье (дробленое или раздавленное зерно, муку разных видов из зерна злаковых и бобовых культур, зерновой солод, отруби, муку из соломы зерновых культур), травяную муку, некондиционные продукты и отходы пищевой и комбикормовой промышленности.

Культуры дрожжей получают на агаризованных питательных средах с добавлением антибактериальных антибиотиков, как на стандартных, предназначенных для выращивания дрожжей, так и на питательных средах из жидкой фракции влажных углеводистых субстратов пищевого достоинства.

Например, на морковном или свекольном агаре, получаемом при соотношении овощной пульпы и воды 1:2 или 1:1 соответственно.

Уже на жидких питательных средах можно отметить значительно меньшую пригодность таких кислых субстратов, как яблочный сок, виноградный сок для накопления биомассы этими дрожжами (табл. 1). Отбор наиболее продуктивных культур дрожжей и дрожжеподобных грибов ведут при выращивании их в течение 12-48 часов на твердых субстратах с кислотностью среды, близкой к нейтральной в аэробных условиях, поддерживая в них температуру 30-37°С и влажность 40-60%. Критерием эффективности роста используемых культур служит накопление клеток в инкубируемых обсемененных этими культурами материалах, которое несравненно более интенсивно у термотолерантных дрожжей и дрожжеподобных грибов из группы родов: Pichia, Candida, Rhodotorula, Metchnikovia, с размерами клеток 1,5-4,0×3,0-10,0 мкм (табл. 1, 2).

При конструировании твердофазных питательных сред наряду с углеводистыми субстратами, богатыми редуцирующими веществами, в качестве активатора процесса потребления этих редуцирующих веществ и более активного накопления биомассы дрожжей используют такие разрыхляющие компоненты этих сред, как зерновые отруби, и такие некрахмалистые целлюлозосодержащие субстраты, как солодовые ростки, соломенная мука и т.п. (табл.3, 4).

В качестве твердого носителя углеводистого субстрата и растущей на ней дрожжевой культуры может быть использована ткань, интенсивно впитывающая воду и допустимая для использования в пищевых производствах, а крахмалистые продукты могут быть применены как самостоятельные субстраты дрожжевой биоконверсии, так и в качестве компонентов, способствующих загустеванию других углеводистых субстратов и повышающих их связываемость с материалом ткани (табл. 5).

При дрожжевой биоконверсии растительного продукта в качестве основы, регулирующей влажность твердофазной культуры, может быть использован сам растительный продукт в измельченном и высушенном виде либо твердые высушенные отходы его переработки в предыдущих производственных циклах (табл. 6).

При конструировании питательных сред для твердофазного культивирования дрожжей в качестве формообразующей основы твердой среды используют также шелушенное, дробленое или расплющенное продовольственное зерно, в качестве увлажнителя твердой основы - измельченные в пульпу овощи, корнеплоды, ягоды или плоды преимущественно с нейтральной реакцией среды, в качестве дополнительного регулятора влажности и стимулятора роста дрожжей - гигроскопичные твердые пористые съедобные продукты (табл. 7).

Выращенную на твердофазной питательной среде культуру дрожжей или дрожжеподобного гриба инактивируют и используют во влажном или высушенном виде. При этом высушенные культуры на твердых зерновых средах путем шелушения, отвеивания и просеивания могут быть разделены на мелкодисперсную фракцию, более богатую дрожжевым компонентом, и крупнодисперсную фракцию, более бедную по содержанию дрожжей. Первая фракция может быть использована в качестве биологически активной добавки к пище, а вторая быть основой этой пищи (табл. 8).

Если же высушиванию подвергать смыв с твердофазной культуры водой, молоком или другой жидкостью, отделенный от твердой фракции культуры, то в таком случае могут быть получены дрожжевые концентраты, относительно значительно более богатые дрожжевой биомассой (табл. 9).

Взвешенную в жидкости дрожжевую суспензию или полученный из нее концентрат используют в качестве полуфабриката функциональной пищи для людей или корма для моногастричных животных, а крупнодисперсную целлюлозосодержащую фракцию - как компонент корма для дигастричных животных.

При двухэтапном культивировании на выращенной дрожжевой или дрожжеподобной культуре или ее взвешенной в жидкости фракции при добавлении дополнительных питательных веществ или без таковых, как на вторичной питательной среде предусмотрено культивирование бактерий с пробиотическими свойствами - твердофазное или глубинное, в аэробных или анаэробных условиях в зависимости от вида целевого бактериального материала. Полученная монокультура или комплексная микробная культура в нативном виде или после разделения на фракции предусмотрена для использования в качестве универсального биологически активного полуфабриката для пищи или корма. Использование дрожжевой культуры в качестве питательной среды для культуры бактериальной придает полуфабрикату одновременно пре- и пробиотические свойства.

Производственное культивирование бактерий ведут на простерилизованной твердофазной дрожжевой культуре или на дрожжевой суспензии. При этом доведение влажности до оптимальной в твердофазных питательных средах, предназначенных для выращивания бактерий, может быть осуществлено таким животным продуктом, как молоко.

Засеянные бактериями материалы инкубируют при температуре 37,0±2,0°С в аэробных или анаэробных условиях в зависимости от вида выращиваемой бактериальной культуры. В табл. 10 представлены результаты выращивания свежевыделенных культур бактерий родов Escherichia и Lactobacillus на высушенных твердофазных дрожжевых культурах, полученных на отрубевой питательной среде. Доведение влажности до 60% в твердофазных бактериальных культурах осуществляли цельным молоком. Выращивание культур эшерихий на твердофазных средах вели в стерильных чашках Петри, а лактобацил в стерильных цилиндрах с крышками высотой 30 см. Выращенные активные бактериальные культуры используют во влажном виде или их обезвоживают при щадящем режиме сушки, индивидуальном для каждой культуры и используют в высушенном виде.

При реализации данной технологии с помощью отселекционированных культур дрожжей или дрожжеподобных грибов и бактерий, наиболее активных в продукции биомассы или биологически активных веществ, такой полуфабрикат может стать основой продуктов группового или даже массового применения. В частности, образцом культуры для получения универсального съедобного биологически активного полуфабриката или функциональных пищевых продуктов массового применения или биологически активных кормов может служить выделенная из виноградного винодельческого сырья культура дрожжеподобного гриба, которая на кафедре низших растений МГУ (И.Ю.Чернов) была идентифицирована как Pichia(Candida) guilliermondii Именно эта культура в настоящее время является самым активным продуцентом биомассы и предлагается для осуществления одно- и двухэтапной биоконверсии растительного сырья.

Изобретение демонстрируется следующими примерами, которые, однако, не охватывают, но и не ограничивают все притязания заявляемого изобретения.

Пример 1. Способ производства универсального съедобного полуфабриката для производства продуктов питания и кормов из зерна и соломы зерновых культур.

Солому измельчают стандартным способом, на ситах отделяют фракцию с размерами частиц 2,0-5,0 мм, соломенную муку пропаривают и увлажняют двойным по массе количеством воды. После охлаждения до 30-35°С вносят культуру дрожжей рода Candida и размолотое в муку зерно до влажности смеси 55-60%. Засеянный материал размещают на протвини или транспортерную ленту при толщине слоя не более 5-6 см, инкубируют 24 часа при температуре 30,0-37,0°С и влажности воздуха около 100%. Полученную культуру инактивируют высокой температурой, сушат до влажности 8-10%, подвергают грубому помолу, на ситах с размерами ячеек до 1,0 мм разделяют на мелкодисперсную фракцию -дрожжеванную муку и измельченную солому с примесью дрожжеванной муки. Первую фракцию используют в качестве функционального полуфабриката для пищевых продуктов и корма для моногастричных животных, вторую фракцию используют в качестве биологически активного компонента корма для дигастричных животных.

Пример 2. Способ производства универсального съедобного полуфабриката для производства продуктов питания и кормов из вторичного сырья свеклосахарного производства.

К сырому горячему свекловичному жому добавляют измельченный в пульпу бой свеклы, или измельченные в пульпу хвостики свеклы в количестве до 30% по массе, или мелассу до 10% по массе. Смесь охлаждают до 30-35°С и вносят культуру дрожжей рода Pichia, а затем при перемешивании добавляют сухой свекловичный жом до влажности смеси 55-60%. Засеянный материал размещают на протвини или транспортерную ленту при толщине слоя не более 5-6 см, инкубируют 24 часа в растильной камере при температуре 30-37,0°С и влажности воздуха около 100%. Полученную культуру инактивируют высокой температурой, сушат до влажности 8-10% и хранят в сухом прохладном месте.

Пример 3. Способ получения хлеба с повышенной биологической активностью из универсального съедобного биологически активного полуфабриката.

В качестве питательного субстрата используют смесь обойной пшеничной муки и соломенной муки в соотношении 1:1. Смесь пропаривают при перемешивании, остужают, вносят культуру дрожжеподобного гриба Pichia(Candida) guilliermondii и при необходимости доводят стерильной водой влажность до 55-60%. Засеянный материал размещают на протвини или транспортерную ленту при толщине слоя не более 5-6 см, инкубируют 24 часа при температуре в растильной камере 30,0-37,0°С и влажности воздуха около 100% до достижения 2-6 млрд. клеток/г. Полученную культуру суспендируют в воде с температурой 65-75°С из расчета достижения в суспензии 1,2-1,5 млрд. клеток/мл суспензии, перемешивают в течение 30 минут, а затем разделяют на сите с диаметром ячеек не более 1,0 мм на жидкую и твердую фракции. Твердую фракцию во влажном или высушенном виде направляют на корм дигастричным животным, а жидкую фракцию используют в качестве полуфабриката для хлеба.

Пример 4. Способ получения полуфабриката для галет с повышенной биологической активностью из универсального съедобного биологически активного полуфабриката - ферментированной муки.

Из пшеничной муки 2-го сорта с влажностью около 14% готовят 25%-ную суспензию в воде. Суспензию заваривают при перемешивании, остужают до 30°С, вносят культуру дрожжей рода Rhodotorula. Засеянную пастообразную массу наносят на ленту из полотна бельтинг и инкубируют 24 часа при температуре в растильной камере 30-37°С и влажности воздуха около 100%. По окончании инкубирования пастообразную культуру снимают с полотна и используют в качестве полуфабриката для галет.

Пример 5. Способ производства профилактического комбикорма для поросят из универсального съедобного биологически активного полуфабриката.

Дрожжевую культуру рода Pichia или Candida по примерам 1 или 2 суспендируют в воде с температурой 65-75°С из расчета достижения в суспензии 1,2-1,5 млрд. клеток/мл, перемешивают в течение 30 минут, а затем разделяют на сите с диаметром ячеек не более 1 мм на жидкую и твердую фракции. Твердую фракцию во влажном или высушенном виде направляют на корм дигастричным животным, а жидкую фракцию смешивают с комбикормом для поросят в соотношении 1:1. Влажный комбикорм скармливают сразу же после приготовления, либо его высушивают одним из возможных способов. В таком виде он пригоден для хранения и транспортировки.

Пример 6. Способ производства дрожжеванной крупы.

Культуру дрожжей рода Pichia по примеру 2 суспендируют в воде с температурой 65-75°С из расчета достижения в суспензии 1,2-1,5 млрд. клеток/мл, перемешивают в течение 30 минут, а затем разделяют на сите с диаметром ячеек не более 1 мм на жидкую и твердую фракции. Твердую фракцию во влажном или высушенном виде направляют на корм дигастричным животным, а жидкую фракцию смешивают с зерновой крупой в соотношении 1:1. Выдерживают до полного впитывания жидкости зернами крупы. Влажную крупу либо сразу доводят до полной готовности к употреблению на пару, либо высушивают до 8-10%-ной влажности одним из возможных способов. В высушенном виде крупа пригодна для хранения и транспортировки и может быть использована как обычная крупа.

Пример 7. Способ получения функциональной икры из ферментированных овощей.

Измельченные в пульпу овощи (кабачки, баклажаны, томаты и т.п.) пропаривают, остужают, вносят культуру дрожжей рода Metchnikovia. Необходимую влажность устанавливают с помощью высушенной и измельченной овощной пульпы (морковной, свекольной и т.п.). Инкубирование культур ведут аналогично примеру 1 и 2. К выросшей культуре добавляют концентрированные томатопродукты, масло растительное, соль, муку, лук, зелень, пряности. Полученный продукт при необходимости увлажняют и разваривают. Гомогенизированную массу фасуют и стерилизуют.

Пример 8. Способ получения суповой заправки из ферментированных овощей.

Измельченные в пульпу овощи - морковь, свеклу, томаты и т.п. пропаривают, охлаждают, вносят культуру дрожжеподобного гриба Pichia(Candida) guilliermondii. Необходимую влажность устанавливают с помощью термически обработанных зерновых отрубей. Инкубирование культур ведут аналогично примеру 1,2. Выросшую культуру инактивируют, сушат, размельчают и фасуют. Такой продукт используют в качестве функциональной суповой заправки.

Пример 9. Способ получения ферментированной крупы.

Перловую крупу прожаривают, замачивают в соотношении 1:1 прокипяченной водой в течение 12 часов, вносят культуру дрожжеподобного гриба Candida. Необходимую влажность устанавливают с помощью термически обработанных пшеничных отрубей. Инкубирование культур ведут аналогично примерам 1, 2. Выросшую культуру инактивируют, сушат, отвеиванием и просеиванием делят на две фракции - зерновую и отрубевую с характеристиками, приведенными в табл. 8.

Пример 10. Способ получения функционального овощного напитка, обогащенного дрожжевой культурой.

Свежие томатные выжимки пастеризуют, охлаждают, вносят культуру дрожжей рода Metchnikovia. Необходимую влажность устанавливают с помощью термически обработанных сухих томатных выжимок. Инкубирование культур ведут аналогично примеру 1, 2. Полученную культуру суспендируют в воде с температурой 65-75°С из расчета достижения в суспензии 1,0-1,2 млрд. клеток/мл суспензии, перемешивают в течение 30 минут, а затем разделяют на сите с диаметром ячеек 1,0 мм на жидкую и твердую фракции. Твердую фракцию во влажном или высушенном виде направляют на корм дигастричным животным, а к жидкой фракции добавляют концентрат томатного сока до нормы содержания сухих веществ в этом виде продукции. Полученную жидкость гомогенизируют, фасуют, стерилизуют и используют в качестве защитного напитка для людей.

Пример 11. Способ получения функционального молочнокислого продукта.

В качестве основы берут обезжиренное сухое молоко, смешивая его с водой в соотношении 1:10. Молоко стерилизуют при 0,5 атм в течение 30 минут. В стерильное молоко, охлажденное до 37,0°С, вносят комплексную закваску из бифидобактерий и лактобацил в количестве 5 и 0,5% сухого порошка концентрата дрожжеподобной культуры Pichia(Candida) guilliermondii. После тщательного перемешивания молоко помещают в термостат при 37,0°С.

В процессе созревания продукта после периодического перемешивания ежечасно производят замер активной и титруемой кислотности и числа КОЕ жизнеспособных бифидобактерий. Контролем служит молоко после внесения той же закваски без дрожжевого концентрата. Динамика созревания продукта представлена в табл.11.

В молоке, в которое внесена закваска с дрожжевым концентратом, образование сгустка наступает через 6 часов, в то время как молоко, в которое концентрат не вносится, загустевает через 8 часов.

Для окончательного созревания пробы помещают на 6 часов в холодильник при 4,0°С. Проба с добавлением дрожжевого концентрата представляет собой продукт с приятным кисломолочным вкусом и запахом однородной густой консистенции. В течение 7 дней хранения число КОЕ жизнеспособных бифидобактерий сохраняется в пределах lg 8.

Полученные результаты говорят о стимулирующем действии дрожжевого концентрата на бифидобактерии при их культивировании в молоке. При конструировании молочных продуктов это позволяет оптимизировать производственный процесс благодаря сокращению сроков культивирования, более активному накоплению органических кислот, получению продукта с повышенным содержанием бифидобактерий (5×10⁸/мл), с хорошими органолептическими показателями.

Таким образом, данное изобретение позволяет получать широкий диапазон пищевых продуктов с биологически активными свойствами на основе универсального съедобного полуфабриката, таких как различные хлебобулочные, макаронные изделия, печенье, крекеры, молочные продукты, йогурты, сухие и готовые завтраки, различные пищеконцентраты, овощные полуфабрикаты, суповые заправки, овощные пюре полужидкие или сухие для детского или геродиетического питания. В то же время этот же способ позволяет на том же самом полуфабрикате получать ценные профилактические корма для животных.

Высокая биологическая ценность, отсутствие токсичных для здоровья человека и животных веществ, хорошие сенсорные свойства, простая и доступная для массового производства форма применения и низкая стоимость по сравнению с зарубежными аналогами открывают широкие перспективы для использования данного съедобного биологически активного полуфабриката, а также неограниченные возможности изготовления продуктов питания и кормов с учетом экологии, возраста и состояния здоровья биологического объекта.

Формула изобретения

1. Способ получения съедобного биологически активного полуфабриката, предусматривающий измельчение влажного съедобного углеводистого растительного субстрата, в том числе пищевых или сельскохозяйственных отходов, затем измельченную массу подвергают спонтанной ферментации в аэробных условиях за счет собственной микрофлоры используемого субстрата, затем из ферментированного субстрата выделяют отдельные колонии, а из них чистую культуру термотолерантных дрожжей или дрожжеподобных грибов, которую выбирают из группы родов: Pichia, Candida, Rhodotorula, Metchnikovia, активно растущих при температуре 30-37°С, причем для дальнейшей твердофазной ферментации в качестве продуцентов биомассы отбирают культуры с размером клеток (1,5-4,0)×(3,0-10,0) мкм, которыми затем засевают углеводистую питательную среду с нейтральной реакцией, которую наносят на твердый носитель, обеспечивая при этом влажность 30-75%, и проводят твердофазное культивирование в аэробных условиях при температуре 30-37°С в течение 12-48 ч до накопления 2-6 млрд клеток/г влажной культуры, а затем выращенную культуру инактивируют с получением целевого продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого носителя питательной среды используют пористый целлюлозосодержащий крахмалистый продукт пищевого достоинства.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого носителя питательной среды используют измельченный пористый продукт непищевого достоинства.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого носителя питательной среды применяют ткань, интенсивно впитывающую воду и разрешенную для использования в пищевых производствах.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что полученный полуфабрикат используют во влажном виде.

6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что полученный полуфабрикат используют в высушенном виде.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что полученный полуфабрикат разделяют на мелкодисперсную и крупнодисперсную фракции, из которых мелкодисперсную, освобожденную от твердого носителя, используют в качестве биологически активной добавки к пище (БАД к пище) или в качестве функционального полуфабриката для корма моногастричных животных, а крупнодисперсную фракцию, содержащую твердый носитель - в качестве биологически активной пищевой основы или биологически активного компонента корма для дигастричных животных.

8. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что смыв жидкостью с выращенной твердофазной культуры, отделенный от твердой фракции культуры, который представляет собой взвешенную в жидкости фракцию, подвергают высушиванию с получением дрожжевого концентрата.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве жидкости для смыва с выращенной твердофазной культуры используют воду или молоко.

10. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что выращенную твердофазную культуру или ее взвешенную в жидкости фракцию стерилизуют и используют в качестве питательной среды в процессе твердофазного или глубинного культивирования для бактериальных культур с пробиотическими свойствами.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что выращенные бактериальные культуры с пробиотическими свойствами используют во влажном или в высушенном виде.

12. Съедобный биологически активный полуфабрикат, отличающийся тем, что он получен по способу по любому из пп.1-11.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11