Способ получения пищевого, преимущественно кисломолочного, продукта (варианты) - RU2213460C2

Описание

Область техники
Изобретение относится к пищевой биотехнологии, в том числе к пищевой, молочной промышленности, и должно использоваться, в частности, при производстве кисломолочных продуктов, лечебных, лечебно-профилактических, диетических продуктов, включая продукты на молочной, растительной или комбинированной основе.

В результате внедрения заявляемого технического решения появятся новые пищевые продукты с выраженными физиологически активными свойствами (в частности, продукты детского питания, геродиетические продукты), содержащие иммобилизованный биокатализатор, новые закваски и бакконцентраты с улучшенными свойствами, новые технологии получения пищевых продуктов и заквасок. Полученные в соответствии с настоящим техническим решением пищевые продукты можно назвать биокатализированными (по способу получения) или биокатализирующими (по физиологическому действию).

Уровень техники
Представленное техническое решение имеет прототипы и аналоги по различным направлениям. Исходным пунктом для поиска предлагаемого решения является желание улучшить свойства предложенного мною, автором настоящего изобретения, в 1991 году продукта - бифидокефира. Идея тогда состояла в том, чтобы вести сквашивание молока (пищевой основы, рассматриваемой как субстрат) привычными культурами молочнокислых микроорганизмов (большей частью микроаэрофилов или факультативных анаэробов) в присутствии основного представителя пробиотиков - бифидобактерий (строгих анаэробов), которые оставались в конечном продукте для употребления вместе с продуктами своего синтеза и трансформации. Новизна состояла в том, что впервые была продемонстрирована возможность получения полноценного кисломолочного продукта за счет метаболизма микроорганизмов закваски классического кисломолочного продукта на обычном субстрате - молочной основе, происходящего в присутствии анаэробной микрофлоры бифидобактерий в диапазоне температур, благоприятном для молочнокислых бактерий. В 1991-1992 гг. продукт был отработан и внедрен в производство на Лианозовском заводе детских молочных продуктов в Москве. Позднее был получен патент на заявленный конкретный вариант реализации способа производства кефира, в соответствии с которым одновременно с кефирной закваской или в процессе сквашивания молока кефирными грибками в технологически подготовленное молоко, охлажденное до 22-28^oС, вносят биомассу бифидобактерий в определенном соотношении с биомассой микробных тел кефирной закваски, а сквашивание ведут до кислотности 60-70^oТ (патент RU 2011352, кл. А 23 С 9/127, 1994). Затем этот подход был реализован в целом ряде поданных заявок (см., например, патенты RU 2093995 С1, 1997, RU 2104706 C1, 1998, RU 2105485 C1, 1998, RU 2130269 C1, 1999, все - кл. А 23 С 9/127, и др.).

Этот способ и его вариации, а также полученные по этому способу продукты имеют недостатки. Главный из них состоит в том, что, независимо от концентрации бифидобактерий в пищевом продукте, по мере прохождения пищевого комка и химуса в дистальные отделы кишечника бифидобактерии испытывают ряд инактивирующих и/или неблагоприятных воздействий, вследствие чего в толстой кишке остается мало активной бифидофлоры, поступившей с продуктом. Другой недостаток, о котором часто упоминают, состоит в том, что внесенные в продукт или в пищевую основу бифидобактерии инактивируются и не дают прироста биомассы, а то и снижают численность популяции, при температурах сквашивания, благоприятных для заквасок распространенных кисломолочных продуктов. Последнее возражение, однако, не столь существенно, поскольку можно изначально вносить увеличенное количество биомассы бифидобактерий.

Для того чтобы преодолеть указанный выше главный недостаток бифидокефира, а также сделать новый качественный шаг в получении новых полезных продуктов питания, предлагается, во-первых (в виде исходной идеи), защитить вносимые микроорганизмы пробиотика или другие важные биологические системы от неблагоприятных воздействий при прохождении в составе пищевого комка и химуса вдоль желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Для этого надо поместить их в какую-либо "защитную оболочку" в широком смысле слова, приемлемую для пищевого употребления. Отсюда возникает предложение об иммобилизации. Вторая часть идеи состоит в том, чтобы в качестве носителя для иммобилизованных микроорганизмов и/или других биологических систем (БС) использовать наиболее физиологически благоприятные и ценные с различных точек зрения носители (для чего привлечь достижения пищевой технологии, химии, биохимии, микробиологии и медицины), причем носитель биокатализатора должен стать составной частью готового продукта. Третий существенный элемент идеи состоит в том, что внесенный в пищевую основу или складывающийся в ней в ходе технологического процесса иммобилизованный биокатализатор (ИБК) принимает участие в процессе превращения пищевой основы в конечный продукт, причем сам носитель и/или биокатализатор может изменять свои свойства под воздействием происходящих в субстрате превращений, т.е. система "пищевой субстрат - иммобилизованный биокатализатор" является системой с обратной связью. Является также существенным, что, воздействуя на процессы в субстрате, можно "достраивать" и носитель, и биокатализатор из имеющихся или образующихся в пищевом субстрате компонентов или специально вносимых ингредиентов или можно менять свойства носителя и/или биокатализатора. Далее предлагается на основе изложенного за счет возможностей варьирования носителей, пищевых основ (субстратов), вносимых в пищевой субстрат культур иммобилизованных микроорганизмов, культур неиммобилизованных микроорганизмов в пищевом субстрате, других биологических систем (БС), например физиологически активных белков, возможностей тех и/или других культур и/или БС как продуцентов биологически активных веществ, моментов и стадий внесения тех и других в пищевой субстрат, а также технологических приемов производства пищевых продуктов, получить целую гамму вариантов продуктов и способов их получения, которые объединены единым изобретательским замыслом. Он заключается в том, что за счет проведения в различных видах и сочетаниях следующих операций над пищевой основой, клетками микроорганизмов или БС, носителями: иммобилизации различных культур микроорганизмов и/или БС; участия иммобилизованных и/или неиммобилизованных микроорганизмов и/или БС в процессе получения пищевого продукта; участия носителя в процессе получения продукта; воздействия субстрата и/или метаболитов и/или различных параметров технологического процесса на компоненты носителя и на процесс формирования биокатализатора, присутствующего в готовом продукте; включения в технологический процесс специальной целевой стадии, на которой производят формирование, хотя бы частично, качественных характеристик ИБК и готового продукта в целом; использования свойств различных иммобилизованных микроорганизмов, и/или БС, и/или носителей; использования свойств неиммобилизованных микроорганизмов и/или БС; использования синергизма этих свойств, благоприятно проявляющихся в процессе получения продукта и/или в процессе прохождения желудочно-кишечного тракта в составе пищевого комка и химуса, можно получить новые, физиологически благоприятные, пищевые продукты и новые технологии их производства. Этим обеспечивается единство изобрения.

Известно применение иммобилизации пробиотиков для медицинских целей. Например, известен способ получения сухой биомассы лакто-, коли- или бифидобактерий. Способ предусматривает культивирование производственного штамма, накопление биомассы с накоплением микробной суспензии, иммобилизацию ацетилфталилцеллюлозой в соотношении 1: 1 по сухому остатку, отделение жидкости фильтрацией и вакуумную сушку образовавшихся микрогранул до остаточной влажности 4-8 мас. %. В результате получают микрогранулированный, негигроскопичный, стабильный ацидорезистентный препарат, содержащий живые бактерии (патент RU 2076722 С1, А 61 К 35/74, 10.04.97).

Недостатком известного способа является то, что иммобилизованные пробиотики предназначены для медицинского употребления в виде препарата, они не используются для внесения в пищевую основу с целью ее превращения из субстрата в пищевой продукт, обогащенный продуктами синтеза и трансформации микроорганизмов.

Известно применение иммобилизации в пищевой сфере.

Известен способ производства продукта для диетического питания. Способ предусматривает обработку активированных пищевых волокон, выделенных путем кислотного гидролиза из пшеничных отрубей, биологически активным веществом - препаратом, полученным из культуры молочнокислых бактерий Lactobacillus acidophilus, составляющих естественный биоценоз кишечника человека (патент RU 2048123 С1, кл. А 23 L 1/105, 1/29, 20.11.95. Бюл. 32).

Недостатком известного способа является то, что в нем не реализуются возможности симбиотического процесса получения пищевого продукта за счет комбинирования различных микроорганизмов и их ферментативной работы на пищевой основе в присутствии носителя или исходных компонентов носителя иммобилизованного биокатализатора на различных технологических стадиях, когда происходит продуцирование ими продуктов синтеза и трансформации пищевого субстрата, что обедняет, уменьшает гамму витаминов, аминокислот и других биологически активных веществ в конечном продукте. Кроме того, фактически способ предусматривает лишь один процесс - иммобилизацию заранее полученных, т.е. культивируемых вне процесса получения конечного продукта, ацидофильных лактобактерий и продуктов их метаболизма, взятых из препарата, полученного в процессе сквашивания сырья на молочной основе, на вносимых пищевых волокнах пшеничных отрубей, т.е. носителе из растительного сырья, причем полученные высушенные пищевые волокна рассматриваются как конечный пищевой продукт. Таким образом, иммобилизованные микроорганизмы не принимали участия в процессе преобразования (сквашивания, сбраживания) пищевой основы заявленного продукта для диетического питания как субстрата биотехнологического процесса в процессе роста культуры, а полученный иммобилизованный биокатализатор не является составной частью продукта, в котором его формируют.

Известен способ получения пищевой добавки. Он предусматривает смешивание пшеничных отрубей с водой, нагревание полученного субстрата и охлаждение до температуры заквашивания, внесение микроорганизмов и ферментацию до достижения заданной величины рН среды, причем в качестве субстрата используют смесь моркови, капусты, взятых дополнительно к пшеничным отрубям в соотношении 2:1:1, которую гомогенизируют, нагревание ведут пастеризацией, а ферментацию проводят с использованием штамма или штаммов микроорганизмов, взятых в равных количествах из Bifidobacterium adolescentis MC-42, Propionbacterium schermanii Э-6, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum 31, до достижения рН смеси от 4,8 до 5,1 (патент RU 2136175 С1, кл. А 23 L 1/105, 10.09.99. Бюл. 25). Анализ способа показывает, что фактически он содержит этап получения иммобилизованного биокатализатора, хотя авторы этого не указывают. Есть субстрат, в нем есть носитель, внесены микроорганизмы и имеется стадия иммобилизации (этот этап авторы называют ферментацией), однако все эти действия не направлены на получение пищевого продукта. Недостатком способа является то, что полученный иммобилизованный биокатализатор не предназначен для внесения в пищевую основу или полуфабрикат с целью получения нового пищевого продукта и не является закваской, а стадия получения иммобилизованного биокатализатора никак не связана с получением готового пищевого продукта, вследствие чего не получен пищевой продукт, в котором ИБК сложился бы одновременно с получением самого продукта, что давало бы более полный набор физиологически активных свойств как самого продукта, так и ИБК.

Наиболее близким техническим решением является известный способ получения кисломолочного продукта, в соответствии с которым производят технологическую подготовку пищевой основы, в качестве которой используют цельное или обезжиренное молоко или сливки, вносят закваску, содержащую в определенных соотношениях культуры Lactobacillus acidophilus, Streptococcus diacetilactis. Streptococcus cremoris, Bifidobacterium bifidum, вносят 80%-ный водный раствор фермента супероксиддисмутазы (СОД) в определенном количестве, а после сквашивания вводят 10-20% пюре, приготовленного из фруктовых порошков. Лечебные свойства продукта обосновываются совокупным действием метаболитов молочнокислых бактерий, фермента СОД и фруктовых порошков (патент RU 2092065 С1, 1997, бюл. 28). Недостатком известного способа является то, что в продукте не обеспечена высокая стойкость микроорганизмов и особенно ферментов при прохождении ими желудочно-кишечного тракта в составе пищевого комка. Этот недостаток обусловлен, фактически, только одним - отсутствием целевой стадии технологического процесса, на которой в качестве собственной цели достигалась бы иммобилизация микроорганизмов и фермента на внесенном носителе и предшественнике носителя - пищевых волокнах и пектиновых веществах, которые можно выделить из вносимого фруктового порошка, а также происходила бы трансформация самого носителя. Из-за отсутствия этой целевой стадии в продукте не успевает образоваться иммобилизованный биокатализатор на вносимом носителе, образоваться носитель ИБК из предшественника носителя, а также сложиться наиболее благоприятный комплекс биологически активных свойств готового пищевого продукта. Если бы фруктовый порошок был внесен в продукт в процессе его изготовления, а также предприняты действия по формированию на его основе ИБК, то на целевой стадии иммобилизации он сам оказал бы благоприятное воздействие на конечные свойства пищевого продукта, в частности, за счет проявления коллоидных свойств пектиновых веществ, входящих в состав фруктового порошка.

Близким аналогом является и известный способ производства сыра и молочной закваски, в соответствии с которым иммобилизованные кисломолочные бактерии взаимодействуют с жидким молоком при благоприятных температурных условиях, чтобы получить желаемую молочную закваску. Получающаяся молочная закваска используется в дальнейшем как исходный материал для различных видов сыров (патент JP 02057144 А, 1990). Недостаток известного способа и известной закваски состоит в том, что носитель биокатализатора, входящий в состав закваски, не предназначен стать составной частью готового продукта, поэтому не подбирают носитель, имеющий физиологически благоприятные свойства, биокатализатор не остается в составе конечного продукта и не оказывает физиологически благоприятного действия на организм.

Известен порошкообразный продукт (смесь) для быстрого приготовления йогуртов. Продукт содержит дегидратированный порошок йогурта, молочные ферменты и белки молока, в состав продукта дополнительно введены растворимые бифидогенные волокна (патент FR 2750298, кл. А 23 С 9/123, 1996). Недостатком продукта является то, что на волокнах не произведена иммобилизация пробиотика и ферментов, из-за чего не удается достичь их большой стойкости при прохождении желудочно-кишечного тракта.

Известна композиция для восстановления и поддержания гастроинтестинального здоровья, содержащая иммуноглобулин и растворимые диетические волокна, а также микрорганизмы-пробиотики и другие природные защитные факторы. Компоненты композиции тщательно перемешивают для получения однородной смеси, агломерируют и расфасовывают (патент US 5744134 A, 1998). Известна также композиция, содержащая бактерии и волокна, для поддержания гастроинтестинального здоровья. Композиция содержит эффективные количества благоприятных для человека интестинальных микроорганизмов и пищевых волокон. Она может дополнительно содержать иммуноглобулины и другие физиологически активные компоненты (патент US 6241983, 2001). Недостатком этих известных продуктов является то, что в процессе их изготовления не предусмотрена иммобилизация имеющихся биологических систем - микроорганизмов-пробиотиков, белков (иммуноглобулина), других природных защитных факторов, на имеющемся в составе продукта носителе - диетических волокнах. Из-за этого снижается стойкость биологически активных компонентов композиции при прохождении ЖКТ и при нахождении в кишечнике после растворения, а также обедняется комплекс биологически активных веществ, которые могли бы сложиться на стадии иммобилизации, если бы она была проведена.

Приведенный обзор уровня техники позволяет сделать вывод, что каждый из аналогов определенными признаками близок к заявляемому решению, но предлагаемое изобретение обобщает, развивает каждый из них в разных направлениях, поэтому совокупности признаков аналогов, сходные с существенными признаками предложенного технического решения, изменяются.

Сущность изобретения
Дадим определения употребляемых далее терминов, а также применяемые сокращения.

1. Иммобилизованными считаются такие клетки (или БС), для которых созданы искусственные ограничения подвижности во внешней среде, а материальный посредник, обеспечивающий эти ограничения подвижности, считается носителем. В целом система "клетка - носитель" называется иммобилизованным биокатализатором (ИБК).

2. Биологическая система (БС) или биологически активный компонент (БАК) - хотя бы один элемент или их смесь, выбранный из группы: аминокислота; производное аминокислоты; пептид; полипептид, преимущественно физиологически активный полипептид; фермент; производное фермента; кофермент; структурный компонент кофермента; производное кофермента; витамин; производное витамина; предшественник витамина; белок; производное белка; микроорганизм.

3. Микроорганизм (МО) - любой штамм микроорганизма, полученный любым известным путем.

4. Пробиотики - живые микроорганизмы или ферментированные (культивированные) ими продукты, которые оказывают благотворное воздействие на здоровье человека, в большей степени реализующееся в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), способные благоприятно воздействовать на сдвиги в микробиоценозе ЖКТ или на процесс поддержания гомеостаза организма в целом.

5. Пребиотики - вещества или диетические добавки или пищевые компоненты или другие БС, в большинстве своем не абсорбируемые в кишечнике человека, но благотворно влияющие на организм хозяина, например, за счет селективной стимуляции роста и/или активизации метаболизма полезных представителей его кишечной микрофлоры.

6. Предшественники носителя - компоненты и/или вещества, служащие одним из исходных материалов для формирования носителя иммобилизованного биокатализатора.

Изобретение направлено на решение задачи введения в оборот новых технологий, способов получения физиологически активных пищевых продуктов, продуктов с улучшенными потребительскими свойствами, на расширение ассортимента выпуска продуктов с улучшенными свойствами физиологического воздействия - биокатализированных и биопролонгированных продуктов.

Получаемые в соответствии с настоящим изобретением продукты, а также все варианты способа их получения, объединены, кроме единого замысла, единой целью и способом ее достижения.

Цель состоит в разработке новых, биокатализированных, продуктов и способов их получения и достигается тем, что в пищевом продукте в процессе его приготовления обеспечивают присутствие в качестве ингредиента или ингредиентов физиологически благоприятного носителя и/или его предшественников, из которых в ходе технологического процесса получения конечного продукта сложится система "носитель - биокатализатор"; или обеспечивают присутствие носителя, на котором были бы иммобилизованы микроорганизмы и/или другие БС, которые хотя бы на одной из стадий приготовления конечного продукта участвовали за счет микробного синтеза и/или трансформации пищевого субстрата в приготовлении конечного продукта; причем иммобилизованный биокатализатор, окончательно сложившийся в совокупности своих свойств только в ходе приготовления продукта и являющийся неотъемлемой составной частью готового пищевого продукта, в составе пищевого комка и химуса достигал бы дистальных отделов кишечника при сохранении высокой биологической (например, микробной и/или ферментной) активности и/или других физиологически важных свойств, например, адсорбционных по отношению к токсинам и/или адгезивных к стенке кишечника и/или благоприятного воздействия на метаболизм липидов, ферментов и/или других известных свойств. Достижение цели возможно при различных вариантах выбора носителей, биологических систем, пищевых основ, а технический результат достигается при многих различных вариантах осуществления заявленного способа.

Техническим результатом заявленного технического решения является:
- создание новых технологий получения пищевых продуктов, в частности продуктов на молочной или молочно-растительной или комбинированной или композиционной основе;
- появление на рынке новых молочных и кисломолочных продуктов питания (биокатализированных продуктов), в том числе с улучшенными свойствами физиологического воздействия на организм, лечебными, лечебно-профилактическими, диетическими, в частности геродиетическими свойствами, продуктов детского питания, продуктов энтерального питания;
- улучшение вкусовых, и/или органолептических, и/или структурных характеристик пищевых продуктов;
- повышение биологической ценности и лечебно-профилактических свойств продуктов за счет расширения набора содержащихся в них ценных метаболитов, например аминокислот, органических кислот, витаминов, летучих жирных кислот, бактериоцинов и других биологически активных компонентов;
- ускорение протекания процесса сквашивания (ферментации), интенсификация биотехнологических процессов при использовании ИБК в составе заквасок или в качестве заквасок,
- возможность конструирования новых полезных свойств пищевых продуктов, в частности кисломолочных продуктов, за счет возможностей комбинированных воздействий на активность МО и/или БС, в том числе их активирование или инактивирование или ингибирование, пролонгированного действия МО и/или БС, комбинированного использования повышенной бактериальной и/или биохимической активности иммобилизованных МО, биологической активности иммобилизованных БС, проявляющихся в технологическом процессе, и физиологически благоприятных свойств самого носителя в живом организме, а также за счет других факторов;
- появление на рынке новых заквасок для получения биокатализированных продуктов по настоящему изобретению;
- увеличение сроков хранения пищевых продуктов благодаря повышению стойкости и активности действия МО и/или других БС за счет устойчивости к инактивирующим и/или другим неблагоприятным воздействиям в процессе хранения, в частности химических реакций, например окислительных, при хранении в продукте, а также за счет дополнительных возможностей внесения в продукт ингибирующих и/или инактивирующих веществ;
- повышение стойкости и активности действия МО и/или других БС, содержащихся в пищевом продукте, проявляющееся в организме человека, за счет устойчивости к инактивирующим и/или другим неблагоприятным воздействиям при прохождении ЖКТ, а также за счет возможности внесения в продукт веществ, ингибирующих и/или инактивирующих такие воздействия (продукты, полученные по данному способу, можно называть поэтому продуктами биопролонгированного действия).

Раскрытие п.1) формулы изобретения.

К совокупности существенных признаков заявленного способа (варианты), обеспечивающих достижение заявленного технического результата, кроме подготовки пищевой основы и ферментации, относится наличие в нем следующих операций (выраженных более явно или менее явно):
(1) соединение пищевой основы или хотя бы одного из ее компонентов с, по меньшей мере, одним физиологически приемлемым носителем и/или, по меньшей мере, одним его исходным компонентом, предшественником; (2) соединение пищевой основы или, по меньшей мере, одной из ее составляющих с, по меньшей мере, одним биологически активным компонентом (БАК) или биологической системой (БС); (3) обработка полученной смеси, в частности физическая и/или физико-химическая и/или химическая и/или биохимическая обработка, (4) формирование (получение), по меньшей мере, одной системы "носитель - биокатализатор", представляющей собой иммобилизованный биокатализатор (ИБК); (5) получение готового продукта, происходящее в присутствии и/или при использовании, по меньшей мере, части микроорганизмов и/или других БАК или БС иммобилизованного биокатализатора, за счет метаболических процессов, например микробного синтеза, и/или трансформации пищевой основы (субстрата); (6) обеспечение присутствия, по меньшей мере, одного полученного (сформированного) иммобилизованного биокатализатора в составе продукта; (7) доведение массы ИБК в продукте до количества, которое удовлетворяет соотношению
lg(М_ИБК/М_прод)∈[-8; 0],
где М_ИБК - масса ИБК в составе продукта, М_прод - общая масса продукта.

Соотнесение осуществления операций во времени и очередности.

Перечисленные операции (далее сокращенно: оп. ) могут производиться последовательно, или могут производиться одновременно, или могут производиться в различных сочетаниях, частично или полностью совпадая или не совпадая по времени. Операции (4), (5), (6) и (7) следуют, в основном, за созданием условий для их осуществления, т.е. за оп.(1), (2) и (3), однако в ряде вариантов осуществления способа все они могут частично перекрываться во времени или начинаться одновременно. В тех вариантах осуществления способа, когда носителем ИБК будет выступать микроорганизм, реализация оп.(1) может осуществляться через реализацию оп.(2). Носитель биокатализатора может быть многокомпонентным, например иммобилизация в продукте может быть произведена на активный уголь и на пектиновые вещества (гель), причем на соответствующий компонент могут быть иммобилизованы как одни и те же клетки и/или другие БАК, так и различные. Операция (4) не может предшествовать оп.(1) в отношении соответствующего компонента носителя и соответствующей биологической системы, в то же время в отношении различных компонентов носителя или различных БАК, БС эта последовательность операций может не соблюдаться. Для соответствующего БАК оп.(5) осуществляется после оп.(2) или после оп.(1), если трансформация пищевой основы обусловлена метаболизмом БАК носителя. Можно отметить также, что оп.(6) не может опережать оп.(4) для соответствующего ИБК. Результат операции (7) может достигаться как на конечной стадии получения продукта, так и на более ранних стадиях протекания технологического процесса, но, конечно, не ранее появления в продукте, по меньшей мере, одного ИБК, т.е. достижения результата по оп.(4). Возможность варьировать моменты начала, длительности проведения этих операций, моменты их окончания, создает, в частности, одну из основ для многообразия различных вариантов осуществления способа получения пищевого продукта.

Раскрытие операции (1) по п.1).

В качестве пищевой основы может выступать любая пищевая основа, содержащая компонент или компоненты, которые могут служить субстратом для биотехнологического процесса. Пищевая основа может быть многосоставной. Наиболее приемлемой основой может быть молоко или молочно-растительная смесь или другая основа, желательно жидкая или пастообразная или относительно гомогенная, т.е. не содержащая крупных агломерированных изолированных друг от друга комплексов материала пищевой основы. Если же при каком-либо варианте осуществления способа необходимо выбрать такую агломерированную основу, желательно в ходе технологического процесса произвести ее дезинтеграцию или гомогенизацию для улучшения условий проведения биотехнологического процесса и/или характеристик конечного продукта.

Под внесением в пищевую основу, по меньшей мере, одного носителя и/или его предшественника мы понимаем здесь и далее любое соединение пищевой основы с, по меньшей мере, одним носителем и/или его предшественником. Оно имеет различные варианты реализации. Например, для соединения с пищевой основой достаточно произвести соединение с, по меньшей мере, одним компонентом пищевой основы. Наиболее распространенным способом осуществления соединения является прямое внесение в пищевую основу носителя. Возможны и другие варианты осуществления соединения. В частности, в технологическую емкость, содержащую, по меньшей мере, один подготовленный носитель, и/или компонент носителя, и/или предшественник носителя и, например, культуру микроорганизма, могут вносить пищевую основу или ее компонент. Независимо от способа осуществления соединения данная операция должна обеспечить, в конечном счете, т.е. до окончания технологического процесса, соприкосновение в одном технологическом объеме материала носителя или носителей и/или их предшественников и материала или материалов пищевой основы.

Естественно, что к материалу носителя предъявляется требование физиологической приемлемости. Поскольку он входит в состав конечного пищевого продукта, он должен быть пригоден для пищевого употребления. Многообразие вариантов осуществления способа по изобретению обеспечивается, в частности, возможностью употребления различных носителей и различных комбинаций (сочетаний) разных носителей в составе одного продукта. Например, могут употребляться известные в медицине носители, такие как целлюлоза и ее модификации, в частности микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ), ацетилфталилцеллюлоза (АФЦ), карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), активный (или активированный) уголь, другие энтеросорбенты природного или синтетического происхождения. Могут употребляться также различные биополимеры, например полисахариды, гетерополисахариды, в частности альгинаты, пектины, высокомолекулярные соединения. Любой известный носитель, отвечающий указанным требованиям, может быть применен для осуществления по способу в соответствии с данным изобретением. Если при каком-либо конкретном варианте осуществления способа предполагается использование нескольких носителей в составе продукта, необходимо убедиться, что их совместное сочетание не ухудшает физиологических и/или потребительских качеств продукта, или же принять меры к предотвращению нежелательных последствий такого соединения, сочетания.

Технический результат по способу достигается при различных формах носителя. Носитель может иметь, например, форму порошка, гранул, геля, волокон, волоконного матрикса или любую другую известную форму.

Пищевую основу или хотя бы один из ее компонентов могут соединять не обязательно с самим носителем. Могут осуществлять соединение с предшественником носителя. Носитель является материальным объектом, компонентом в составе продукта. Как и пищевая основа, он может быть внесен в состав продукта. Однако в отличие от пищевой основы носитель могут сформировать в составе продукта, для чего вносят предшественник носителя, а также создают условия для его формирования. Например, в обезжиренное молоко (компонент основы) могут внести пектиновые вещества (предшественник носителя). При сквашивании молока молочнокислыми бактериями в пищевой основе (субстрате) происходит накопление молочной кислоты, сопровождающееся увеличением кислотности среды, что приводит при наличии определенных условий, например наличии сахаров, наличии источника ионов кальция, к интенсивному процессу роста макромолекул пектина и гелеобразованию, т.е. формированию носителя. Этот пример показывает, что для ряда вариантов осуществления способа не обязательно требовать соединения пищевой основы и/или одного из ее компонентов с носителем, технический результат может достигаться и при соединении основы с предшественником или компонентом носителя.

Раскрытие операции (2) по п.1).

Под введением в пищевую основу, по меньшей мере, одного БАК мы понимаем здесь и далее любое соединение пищевой основы и/или хотя бы одного из ее компонентов с хотя бы одним биологически активным компонентом (биологической системой). Оно также имеет различные формы реализации. Могут вносить, например, культуру микроорганизмов, закваску, бакконцентрат или закваску прямого внесения в пищевую основу или в один из ее компонентов. Соединение пищевой основы с БАК может происходить, например, за счет ее соединения с носителем, на котором иммобилизован хотя бы один БАК и/или другая БС (другой МО).

Для соединения с пищевой основой и/или хотя бы одним из ее компонентов могут использоваться различные микроорганизмы, другие биологические системы, БАК. Многообразие вариантов осуществления способа по изобретению обеспечивается, в частности, возможностью использования различных клеток МО, различных штаммов МО, в том числе и одного вида, различных биологических систем, возможностью одновременного использования различных их сочетаний в продукте. Могут употребляться любые технологически и/или физиологически благоприятные биологически активные компоненты, например физиологически активные белки, в частности ферменты, например супероксиддисмутаза, пероксидаза, производные ферментов, иммуноглобу-лины, в частности лактоглобулины, например секреторный иммуноглобулин А женского грудного молока S-IgA, активные молочно-белковые компоненты, т.е. белки, которые уже в минимальных количествах проявляют физиологические и/или фармакологические свойства, например лизоцим, трансферрин, лактоферрин, гликопептиды. Могут употребляться также БС, участвующие в процессах молочнокислого брожения (гетероферментативного и/или гомоферментативного) и/или спиртового брожения и/или маслянокислого брожения.

Технический результат по способу получения продукта может быть достигнут при использовании любых известных штаммов, культур клеток, применяемых в пищевой биотехнологии, медицине, а также при использовании различных способов их получения. Они могут быть получены, например, в результате селекции, или в результате скрининга, или в результате генетической рекомбинации, или другим известным путем. Технический результат достигают также при использовании любого известного метода получения применяемой в конкретном варианте осуществления способа биологической системе, будь то фермент, или другой биологически активный белок, или другая применяемая биологическая система. Применяемая БС может быть получена, например, в процессе химического синтеза, и/или в результате биотехнологического процесса, и/или в результате выделения из материала природного происхождения, и/или любым другим известным путем.

Для достижения технического результата по заявленному способу в различных вариантах его осуществления могут использовать для соединения МО с основой различные способы подготовки МО. Например, могут использовать жидкую концентрированную биомассу, могут использовать сухую регидратированную биомассу микроорганизмов или замороженную биомассу, любые другие известные способы подготовки биомассы для соединения с пищевой основой или ее компонентом.

Раскрытие операции (3) по п.1).

Целью операции является создание условий для осуществления, хотя бы частично, по меньшей мере, одной из операций (4)-(7). Формирование ИБК не происходит самопроизвольно, для получения ИБК в среде должны быть созданы соответствующие (благоприятные) условия. Для получения готового продукта также требуются определенные воздействия на смесь, содержащую пищевую основу и биологически активные компоненты.

Под обработкой здесь и далее понимается как осуществление воздействий, так и создание определенных условий, режимов, а также и недопущение определенных воздействий или режимов.

Физическая обработка подразумевает воздействия на физические характеристики или воздействия физическими средствами, такими как механические воздействия, например вибрация, перемешивание; электрические, электрофизические, в частности электромагнитные, лучевые, волновые; акустические, в частности ультразвуковые, инфразвуковые воздействия; температурные воздействия, в частности нагревание, охлаждение. Допускаются также любые другие известные виды физической обработки.

Физико-химическая обработка подразумевает обработку физико-химическими средствами и/или воздействия на физико-химические характеристики смеси. К таким характеристикам смеси или процессам, в ней протекающим, относятся, например, кинетика, термодинамика процесса; коллоидные свойства системы; каталитические процессы; поверхностные явления на границе раздела фаз, например на поверхности (твердого) носителя или предшественника носителя и (жидкой) пищевой основы; процессы адсорбции; процессы в растворах, а также другие известные физико-химические процессы, характеристики.

Под химической обработкой мы понимаем воздействия на реакции, протекающие в среде, или обработку среды химическими средствами (реагентами). Конкретные варианты осуществления способа по изобретению могут предусматривать использование различных реагентов. Воздействия на реакции могут быть ингибирующими, катализирующими, промотирующими, возможны другие известные воздействия.

Аналогичным образом, под биохимической обработкой понимается любое воздействие на реакции в среде, в которой протекают химические реакции, если, по меньшей мере, одним из реагентов выступает вещество биологического типа, природного или синтетического или биотехнологического происхождения. Конкретные варианты осуществления способа могут предусматривать различные виды обработки, использование различных известных реагентов.

Раскрытие операции (4) по п.1).

Формирование системы "носитель - биокатализатор" могут осуществлять различными способами. Вариабельность способов осуществления этой стадии процесса также является одной из основ для получения различных вариантов осуществления способа получения продукта по изобретению. Осуществление способа происходит в тех случаях, когда система "носитель - биокатализатор" не внесена в пищевую основу, а формируется, складывается в ходе технологического процесса. Здесь можно привести много примеров таких вариантов осуществления способа, но достаточно приведенного выше примера с пектиновыми веществами в молочной основе.

Обратим внимание на важнейший аспект операции (4). Целью проведения этой операции является обеспечение присутствия в составе продукта иммобилизованного биокатализатора, который своими биологическими системами участвовал в трансформации пищевой основы в готовый продукт, а также трансформировался сам в ходе технологического процесса. Эта цель по настоящему изобретению достигается, в принципе, двумя различными путями, различающимися по типу появления ИБК в продукте. Первый путь (ИБК не был изначально внесен в продукт или пищевую основу, формирование ИБК в составе продукта производят в ходе технологического процесса) реализуется в п.1 Формулы изобретения и зависимых от него пунктах. Второй путь состоит в том, что ИБК вносится в продукт или в пищевую основу, а затем происходит его трансформация, т.е. изменение качественных характеристик, в продукте или пищевой основе. Второй путь реализуется в п.12 Формулы изобретения и зависимых от него пунктах. Обоим типам получения биокатализированных продуктов присуща одна и та же черта: как процесс формирования ИБК, так и процесс изменения его каких-либо качественных характеристик обязательно сопровождаются процессом изменения каких-либо качественных характеристик пищевой основы (или пищевого продукта), в составе которой ИБК находится, т.е. эти два процесса находятся в причинно-следственной связи. Технический результат, достигаемый по заявленным способам, определяется, в частности, тем, что такая взаимосвязь существует. Именно вследствие существования такой причинно-следственной связи одним из признаков заявляемых способов является то, что в процессе получения продукта (в частности, за счет операции (3), но не обязательно за ее счет и не обязательно только за ее счет) производят изменение каких-либо качественных характеристик пищевой основы и/или пищевого продукта, связанное с процессом и/или обусловленное процессом формирования ИБК или изменением качественных характеристик ИБК. Поясним это на примерах. Формирование ИБК в кисломолочном продукте, если за счет обработки смеси для этого созданы благоприятные условия, сопровождается, например, для коллоидных носителей изменением структурных характеристик продукта, в частности реологических, например вязкости. Для потребителя это выражается зрелостью сгустка, плотностью кисломолочного продукта. Следовательно, параллельно с процессом формирования ИБК происходит (связанная с эти процессом) трансформация пищевой основы. Причем в данном примере трансформация пищевой основы вызвана метаболизмом биологической системы носителя иммобилизованного биокатализатора, а не иммобилизованной биологической системы. В других распространенных способах получения биокатализированного продукта по п.1 трансформация пищевой основы происходит, большей частью, за счет метаболических процессов биологической системы, иммобилизуемой носителем ИБК.

Формирование ИБК производят, как правило, целенаправленно воздействуя на пищевую основу, содержащую носитель (или его предшественник) и биологически активный компонент, подлежащий иммобилизации, инициируя превращения системы "носитель - БАК", например "носитель - клетка" или "носитель - фермент". Для этого воздействуют на изменения физико-химических свойств системы через изменения свойств или состава пищевой основы, ее содержащей: например, пищевые волокна под влиянием таких воздействий изменяют свои адгезивные, адсорбционные свойства, могут изменяться их механические свойства, в частности упругость, пластичность. В зависимости от рН среды могут изменяться параметры процесса гидролиза, что ведет к последующим изменениям качественных характеристик носителя, могут происходить различные химические реакции, например карбоксилирование, метоксилирование, этерификация, различные электрофизические изменения, например, меняться ионное равновесие, могут изменяться физико-химические свойства, например реологические характеристики, адсорбционные характеристики, могут меняться химические и/или биохимические характеристики функциональных групп биополимера носителя и т.д. Все это - частные случаи обработки в соответствии с операцией (3), направленные на формирование ИБК в продукте.

Раскрытие операции (5) по п.1).

Следующим важным признаком заявленного технического решения по способу получения продукта является тот элемент способа, который предусматривает получение готового продукта. Как правило, в процессе получения продукта принимает участие БАК иммобилизованного биокатализатора. По способу п.1 Формулы изобретения иммобилизация этого БАК на носитель производится в ходе технологического процесса, на одной из стадий которого носитель и/или его предшественник вносят в продукт или пищевую основу.

Технический результат по заявленному способу достигается при различных вариантах его осуществления, отличающихся путями попадания в продукт и стадиями процесса, на которых происходит иммобилизация на носитель того БАК, который принимает участие в процессе трансформации пищевой основы. Группа вариантов осуществления по настоящему способу может быть охарактеризована тем, что та биологическая система ИБК, которая приняла участие в получении готового продукта за счет процесса метаболизма, иммобилизовалась на носитель в ходе технологического процесса. Специалистам ясно, сколь много примеров такого осуществления можно привести, укажем хотя бы на иммобилизацию клеток микроорганизмов в полисахаридный гель, образующийся в продукте в ходе технологического процесса.

Участие хотя бы части БС ИБК в получении готового продукта за счет метаболических процессов, например микробного синтеза и/или трансформации пищевого субстрата, может осуществляться различными путями. Технический результат достигается при различных вариантах участия, например БС может сама преобразовывать пищевой субстрат в процессе своего синтеза, БС сама может служить субстратом для другой или других БС, трансформирующих пищевой субстрат, или поставлять им необходимые продукты обмена, например интермедиаты, или продуцировать метаболиты, инактивирующие метаболизм других биологических систем, или ингибирующие протекание каких-либо биохимических процессов в пищевой основе, или конкурировать с другими БС за определенные компоненты субстрата, или участвовать другим известным образом в цепочке превращений пищевого субстрата. Как указано выше, возможны варианты осуществления способа, при которых процесс трансформации пищевой основы обусловлен, хотя бы частично, метаболизмом биологической системы носителя. Конечно, такие варианты могут осуществляться только при условии, что носитель содержит такую биологическую систему.

Технический результат по способу получения продукта достигается при различных вариантах осуществления, отличающихся методом иммобилизации, например иммобилизация может быть осуществлена химическим, и/или физическим, и/или другим известным методом.

Технический результат по заявленному способу получения продукта достигается при различных вариантах осуществления, отличающихся способом и/или топологией иммобилизации, например, хотя бы одна БС может быть иммобилизована на поверхности носителя, и/или в массе носителя, и/или в мембранном реакторе, и/или другим известным способом.

Технический результат по заявленному способу получения продукта достигается при различных вариантах осуществления, отличающихся способом связи клетки и/или БС с носителем, а также характером сил этой связи. Например, в различных вариантах осуществления могут использоваться такие силы связи БС с носителем, как адсорбционно-неспецифические, и/или адсорбционно-биоспецифические, и/или химические, и/или другие известные силы связи.

Технический результат по заявленному способу получения продукта достигается при различных вариантах осуществления, отличающихся включением или невключением БС в матрицу носителя, обратимостью или необратимостью связи БС с носителем.

Технический результат достигается при различных вариантах осуществления способа, отличающихся различными механизмами связи иммобилизованных клеток и/или БС с носителем.

Технический результат достигается при различных вариантах осуществления, отличающихся характером воздействия материала носителя на метаболизм БС, хотя в большинстве вариантов осуществления предпочтительно выбирать носители, оказывающие благоприятное воздействие на активность клеток. Однако в ряде вариантов осуществления способа для достижения биокатализирующего или биопролонгированного действия продукта могут специально использовать инактивирующее и/или ингибирующее воздействие носителя на метаболизм какой-либо БС.

Отметим также, что во многих вариантах осуществления способа по изобретению в одном продукте могут сосуществовать несколько носителей ИБК или различные БС, иммобилизованные на одном носителе и/или иммобилизованные на различных носителях. При этом при рассмотрении в отношении каждой отдельной пары "носитель - биокатализатор" набора вышеперечисленных характеристик ИБК может наблюдаться в каждой отдельной паре свой набор этих характеристик, отличающийся от набора характеристик другой пары "носитель - биокатализатор", сосуществующей в этом же продукте одновременно с предыдущей, т.е. могут реализовываться одновременно различные методы иммобилизации, и/или различные способы иммобилизации, и/или различные силы связи БС с носителем, и/или различные механизмы связи БС с носителем, и/или другие известные показатели, характеризующие связь иммобилизованной БС с носителем.

Раскрытие операции (6) по п.1).

Обеспечение присутствия полученного ИБК в составе продукта могут производить различными путями. Технический результат по заявленному способу достигается при любых вариантах осуществления, предусматривающих оставление или сохранение внесенного в основу или сформировавшегося в ней в ходе технологического процесса ИБК. Сама операция по оставлению или сохранению ИБК в составе продукта по ряду вариантов осуществления способа может сводиться к принятию целенаправленных мер в ходе технологического процесса по недопущению условий для разрушения в продукте или пищевой основе сложившегося ИБК или внесенного ИБК, и/или к созданию защитных факторов, предупреждающих такое разрушение, например к внесению специальных реагентов, в частности стабилизаторов, и/или к осуществлению любого другого известного в биотехнологии или биохимии воздействия, позволяющего сохранить ИБК в составе готового продукта. Обеспечение присутствия ИБК в продукте могут производить, например, за счет недопущения воздействий, его разрушающих. Например, в упоминавшемся примере с ИБК в виде МО, иммобилизованного полисахаридным гелем, турбулентное перемешивание определенной интенсивности способно разрушить ИБК. Поэтому недопущение такого перемешивания, назначение мягкого, ламинарного режима перемешивания жидкого продукта является мерой, обеспечивающей присутствие такого ИБК в составе продукта.

Следовательно, такой подход может быть охарактеризован в рамках обработки, например физической, и/или химической, и/или иной обработки, предусмотренной операцией (3) по п.1) формулы, а также выбором режима обработки.

Возможны варианты осуществления способа по изобретению, при реализации которых сложившийся многокомпонентный иммобилизованный биокатализатор, т.е. весь комплекс (набор) сосуществующих в продукте различных систем "носитель - биокатализатор", отличающихся хотя бы одной составляющей в этой паре, утрачивает в ходе технологического процесса один или несколько своих компонентов, но не утрачивается весь. Возможны также варианты осуществления способа по изобретению, при реализации которых сложившийся многокомпонентный иммобилизованный биокатализатор утрачивает в ходе технологического процесса один и/или несколько своих компонентов полностью или частично. Способ осуществляется также при частичной (но не полной!) утрате единственного носителя, присутствующего в продукте.

Раскрытие операции (7) по п.1).

Для достижения заявленного технического результата необходимо, чтобы массовая доля полученного в продукте иммобилизованного биокатализатора была не слишком мала. В настоящей заявке мы указываем на различные многочисленные осуществления вариантов заявленного способа, где в каждом случае имеется свое, оптимальное с той или иной точки зрения, значение массовой доли ИБК в продукте. Поэтому ясно, что для указания такого диапазона значений массовой доли ИБК в продукте, который охватывал бы многообразие заявляемых вариантов, необходимо использовать достаточно широкие границы. Правую (верхнюю) границу диапазона определить легко: массовая доля ИБК в продукте не может быть больше 1, что достигается в тех вариантах осуществления способа, где весь пищевой продукт состоит из иммобилизованного биокатализатора. Такой вариант может быть реализован, например, при иммобилизации молочнокислой микрофлоры, находящейся в относительно небольшом количестве жидкой молочной основы, на дегидратированные пищевые волокна пшеничных отрубей, когда вся жидкая часть пищевой основы сорбируется волокнами. Левая (нижняя) граница диапазона тем меньше, чем меньшую массовую долю в продукте составляет носитель ИБК. Мы выбираем здесь такое значение для минимального содержания ИБК в продукте, когда она составляет 10^-8, т.е. одну стомиллионную часть. Можно считать, что меньшая доля ИБК в продукте будет ниже даже гомеопатических количеств и не сможет оказывать сколько нибудь заметного физиологически благоприятного воздействия. Во многих распространенных вариантах осуществления способа указанное функциональное соотношение будет лежать в более узком диапазоне
lg(М_ИБК/М_прод)∈[-3; -1].

Технический результат во многих конкретных формах реализации заявленного способа достигают, контролируя массовое соотношение между ИБК и продуктом или управляя этим соотношением. Конкретные варианты способа осуществляют так, чтобы в ходе технологического процесса получения ИБК и готового продукта достигать соотношения lg(М_ИБК/М_прод)∈[-8; 0], где М_ИБК - масса ИБК в составе продукта;
М_прод - общая масса продукта, что эквивалентно двойному неравенству
10^-8≤М_ИБК/М_прод≤1
Раскрытие пункта 2) формулы изобретения.

Технический результат по заявленному способу достигается при использовании различных биологически активных компонентов (биологических систем). В качестве БАК (БС) могут использовать, по меньшей мере, один элемент или смесь элементов, выбранных из группы, включающей: микроорганизмы, аминокислоты, производные аминокислот, пептиды, полипептиды, ферменты, производные ферментов, кофермент, структурные компоненты кофермента, производные кофермента, витамины, производные витаминов, предшественник витамина, белки.

Могут использовать различные сочетания указанных БС, особенно в тех случаях, когда это приводит к синергизму их биологически активных свойств, или синергизму биологически активных свойств и технологических характеристик получаемых пищевых продуктов.

Раскрытие пункта 3) формулы изобретения.

Технический результат по заявленному способу достигают также тем, что для формирования системы "носитель - биокатализатор" и/или изменения каких-либо качественных характеристик этой системы в ходе технологического процесса получения готового продукта создают соответствующие условия в пищевой основе и/или хотя бы
в одном из ее компонентов, т.е. целенаправленно формируют комплекс физических, и/или физико-химических, и/или химических, и/или биохимических параметров и/или показателей технологического процесса, и/или оказывают целенаправленное воздействие путем изменения вышеперечисленных характеристик процесса, и/или путем введения реагентов, например целевых добавок, улучшающих связь биологической системы с носителем, улучшающих сорбционные свойства носителя, или улучшающие его адгезивные свойства, или улучшающие другие известные технологические или физиологические свойства, и/или другим известным путем, результатом чего является, по меньшей мере, изменение хотя бы одной качественной характеристики системы "носитель - биокатализатор". В ходе технологического процесса могут принимать меры для улучшения качественных характеристик ИБК, которые проявляются непосредственно в качественных свойствах продукта, например, его органолептические свойства, например вкус, запах, его структурные характеристики, например плотность сгустка, отсутствие синерезиса. Могут принимать меры для улучшения качественных характеристик ИБК, которые проявляются в улучшении физиологически активных свойств пищевого продукта, например улучшают адгезию частиц ИБК к стенке кишечника, и/или повышают сохранность ценных БС при прохождении ЖКТ, и/или снижают избыточную энергетическую ценность продукта, и/или повышают содержание важных биологически активных веществ, и/или любым другим известным образом улучшают физиологическую ценность продукта.

Раскрытие пункта 4) формулы изобретения.

Технический результат по способу (варианты) могут также достигать, если предусмотрят в технологическом процессе получения готового продукта стадию (или этап), на которой, хотя бы частично, производят получение готового ИБК в его конечной качественной форме или достигают какого-либо изменения его качественных характеристик. Вполне естественно, что для решения задачи формирования хотя бы одного ИБК в составе продукта или изменения какого-либо качественного свойства хотя бы одного ИБК, внесенного в пищевую основу, во многих вариантах осуществления способа предусматривают стадию в технологическом процессе, где эта задача будет целенаправленно решаться. Целью этой стадии процесса может быть формирование ИБК, если он не был внесен в основу, и/или изменение какой-либо его качественной характеристики, если он был внесен в основу или продукт. Поэтому эту стадию следует назвать целевой. На этой стадии процесса могут достигать полного формирования ИБК, или могут достигать неполного, частичного формирования ИБК, в этом случае ИБК доформировывается на последующей (или последующих) стадии технологического процесса. Процесс изменения какой-либо качественной характеристики ИБК (в случае, если он был внесен в основу) может быть завершен на этой целевой стадии или может быть не завершен на этой стадии, а продолжаться и/или завершаться на последующей (или последующих) стадии технологического процесса. Необходимо также отметить, что процесс формирования ИБК в продукте или процесс изменения качественных характеристик ИБК в продукте может начинаться до наступления этой целевой стадии. Таким образом, в различных вариантах осуществления способа по изобретению длительности процессов формирования ИБК или процессов изменения качественных характеристик ИБК различны, они могут продолжаться дольше, чем продолжается целевая стадия, они могут начинаться раньше начала целевой стадии и/или заканчиваться позже конца целевой стадии и/или могут совпадать с ней. Сама целевая стадия может совпадать полностью и/или совпадать частично и/или полностью не совпадать с другой и/или несколькими другими стадиями технологического процесса. Целевая стадия может быть разбита на несколько фрагментов, этапов, она может быть разрывной, т.е. фрагменты или этапы целевой стадии могут по времени своего начала и окончания не примыкать один к другому. Поскольку носитель ИБК может быть многокомпонентным, то и целевых стадий может быть несколько, т.е. в некоторых вариантах осуществления заявленного способа может быть более одной целевой стадии. Например, на первой целевой стадии в технологическом процессе происходит формирование хотя бы одного ИБК или изменение какой-либо качественной характеристики хотя бы одного ИБК, на второй целевой стадии происходит формирование хотя бы одного другого ИБК или изменение какой-либо качественной характеристики другого ИБК и т.д. Даже при наличии нескольких целевых стадий в технологическом процессе некоторые из них или все они могут быть многоэтапными. В ряде вариантов осуществления заявленного способа, предусматривающих наличие многокомпонентного ИБК, целевые стадии могут совпадать между собой, могут совпадать частично или не совпадать совсем.

Целевая стадия рассматривается нами как этап биокатализации продукта, на котором, по меньшей мере, начинает складываться единство двух систем: системы "носитель - биокатализатор" и системы "ИБК - пищевой продукт". В технологическом отношении выделение целевой стадии позволяет технологу производства предусмотреть комплекс мер по обеспечению формирования ИБК в продукте или по обеспечению его трансформации в качественно определенном направлении. К таким мерам относится создание условий для протекания процесса формирования ИБК или создание условий для изменения качественных характеристик ИБК. Могут осуществляться воздействия на режим процесса: температуру, концентрацию, кислотность, воздействия на характеристики процесса, например физические, физико-химические, химические, биохимические характеристики. Могут быть внесены целевые добавки в виде реагентов, обеспечивающие протекание необходимых реакций или необходимых процессов, например доноры ионов, доноры радикалов, доноры функциональных групп, стабилизаторы, буферы. Могут воздействовать, например, на процесс биосинтеза за счет использования механизмов индукции и/или репрессии и/или других известных механизмов. Внесение добавок может производиться путем насыщения газом или смесью газов, другим известным путем. Могут воздействовать на процесс за счет удаления из среды какого-либо вещества или веществ, например нежелательных метаболитов, различными методами, в частности фильтрацией, сорбцией, химическим связыванием, дегазацией, вакуумированием, любыми другими известными в химии, биохимии, биотехнологии методами. Для достижения цели на целевой стадии могут использовать любое специальное оборудование, например заквасочный резервуар со специальной системой охлаждения, и/или с вакуумным насосом, и/или со специальной системой подготовки асептического воздуха, анаэростат и/или любое другое известное оборудование, применяемое в процессах пищевой технологии.

Раскрытие пункта 12) формулы изобретения.

Технический результат по второму основному варианту заявленного способа достигается тем, что соединение пищевой основы или ее компонентов с не менее чем одним физиологически приемлемым носителем и не менее чем одним биологически активным компонентом (МО и/или другой БС) производят внесением в пищевую основу и/или ее составляющие, представляющую или представляющие собой преимущественно субстрат или субстраты с точки зрения последующего биотехнологического процесса, происходящего в пищевой основе и/или пищевом продукте, хотя бы одного носителя, на котором все вносимые БАК или их часть предварительно иммобилизованы. В соответствии с этим, второй основной путь получения биокатализированного пищевого продукта состоит во внесении в пищевую основу и/или один из ее компонентов, по меньшей мере, одного носителя, на котором заранее, т.е. до внесения в пищевую основу, иммобилизован, по меньшей мере, один биологически активный компонент (МО и/или другая БС). Многие варианты осуществления способа по изобретению будут реализованы именно путем внесения в пищевую основу носителя, на котором иммобилизована хотя бы часть необходимых для технологического процесса микроорганизмов и/или других БС.

В соответствии с этим способ получения пищевого продукта по изобретению предусматривает использование пищевой основы, по меньшей мере, одного носителя и, по меньшей мере, одной биологически активного компонента, с которыми производят следующие действия: (1) вносят в пищевую основу и/или в одну из ее составляющих, по меньшей мере, один носитель и, по меньшей мере, один биологически активный компонент (МО, БС), в виде, по меньшей мере, одного иммобилизованного биокатализатора, представляющего собой систему "носитель - БАК"; (2) полученную смесь подвергают физической, и/или физико-химической, и/или химической, и/или биохимической обработке, что обычно сопровождается изменением, по меньшей мере, одной качественной характеристики ИБК; (3) получают готовый продукт, что обычно обеспечивается, в том числе, участием, по меньшей мере, одного ИБК в метаболических процессах и/или процессах трансформации пищевой основы; (4) обеспечивают присутствие, по меньшей мере, одного иммобилизованного биокатализатора в составе готового продукта; (5) обеспечивают содержание ИБК в продукте в количестве, удовлетворяющем соотношению
lg(М_ИБК/М_прод)∈[-8; 0],
где М_ИБК - масса ИБК в составе продукта, М_прод - общая масса продукта.

Соотнесение операций во времени и очередности
Описание соотнесенности во времени и очередности операций по п.12) Формулы аналогично описанию по п.1). Операция (1) не может осуществляться позднее операций (2)-(5), но в ряде конкретных реализаций способа может осуществляться наряду и одновременно с другими операциями при том условии, что речь идет об одной и той же паре "носитель - БАК". Реализация оп.(2) может осуществляться только после оп.(1), то же относится и к реализации оп. (3) в тех вариантах способа и только в отношении тех БАК, которые вносят в иммобилизованном на носителе виде и которые входят в состав ИБК. В то же время при наличии многокомпонентного носителя и/или различных БАК такая очередность может нарушаться по различным парам "носитель - БАК". В отношении одной и той же пары "носитель - БАК" оп.(4) не может опередить оп.(5).

Раскрытие операции (1) по п.12).

Описание требований к пищевой основе, носителю и БАК (БС) приведено при раскрытии операций (1)-(2) по п.1) Формулы.

Раскрытие операции (2) по п.12).

Раскрытие понимания видов обработки приведено при раскрытии оп.(3) по п. 1) Формулы. Дополним здесь это раскрытие указанием на то, что обработка сопровождается, как правило, изменением качественных характеристик ИБК.

Изменение, по меньшей мере, одной качественной характеристики системы "носитель - биокатализатор", например физической, и/или химической, и/или физико-химической, и/или биохимической, и/или микробиологической, и/или других известных характеристик, могут осуществлять различными способами.

Поскольку система "носитель - биокатализатор" уже сформирована, то в технологическом процессе производится лишь изменение каких-либо качественных характеристик этой системы. Необходимо учитывать, что даже такой простой технологический прием, как выдержка иммобилизованного катализатора в жидкой среде при определенном тепловом режиме, при определенных физико-химических условиях может приводить к некоторым превращениям системы "носитель - клетка" или "носитель - фермент". Многие носители, например диетические волокна, пропитываются влагой, увеличиваются в объеме. Могут изменяться физико-химические свойства носителя: например, пищевые волокна в ряде случаев изменяют свои адгезивные, адсорбционные свойства, могут изменяться их механические свойства, в частности упругость, пластичность. При изменении кислотности среды могут изменяться условия протекания процесса гидролиза, что ведет к последующим изменениям качественных характеристик носителя, могут происходить различные химические реакции, например карбоксилирование, метоксилирование, этерификация, различные электрофизические изменения, например, меняться ионное равновесие, могут изменяться физико-химические свойства, например реологические характеристики, адсорбционные характеристики, могут меняться химические и/или биохимические характеристики функциональных групп биополимера носителя и т.д. Многообразие возможностей таково, что нет возможности описать его полностью, однако оно хорошо понятно специалистам.

Изменение качественных характеристик ИБК, сформированного вне процесса получения продукта и внесенного в пищевую основу или продукт, приводит к соответствующему изменению качественных характеристик продукта, в котором он содержится. Например, вариант осуществления способа по изобретению, при котором в пищевую основу, представляющую собой технологически подготовленное молоко, вносят закваску в виде дегидратированных пищевых волокон пшеничных отрубей, иммобилизованных культурами Lactobacillus Bulgaricus и термофильного молочнокислого стрептококка процессом лиофильного высушивания, характеризуется тем, что процесс получения йогурта сопровождается гидратацией волокон, кислотным гидролизом, изменением их объема, пластических свойств, адсорбционных свойств, и, соответственно, изменением структурных характеристик йогурта. По причинам, слишком хорошо понятным специалистам, чтобы быть здесь далее объясняемыми, мы не будем раскрывать этот тезис подробнее.

Раскрытие операций (3), (4) и (5) по п.12).

Раскрытие этих операций аналогично раскрытию операций (5), (6) и (7) соответственно по п.1) Формулы.

Раскрытие пунктов 13)-15) формулы изобретения.

Раскрытие этих пунктов Формулы аналогично раскрытию пунктов 2)-4) Формулы соответственно.

Дальнейшее описание в отношении зависимых пунктов Формулы по способу будет идти параллельно двум основным путям появления ИБК в составе готового продукта. Поэтому для краткости мы не будем повторяться в отношении однотипно зависимых пунктов.

Раскрытие п.5) и п.16) формулы изобретения.

Технический результат по заявленному способу (варианты) достигается при использовании многих биологических систем, в том числе микроорганизмов. В частности, для получения биокатализированных аналогов классических кисломолочных продуктов можно использовать представителей технической микрофлоры молочных производств, такие как молочнокислые стрептококки, лактобактерии и другие. Могут использовать, по меньшей мере, один МО или их смесь, выбранные из группы, включающей МО, применяемые в качестве заквасок или в составе заквасок известных кисломолочных продуктов, таких как кефир, йогурт, ряженка, ацидофилин, кумыс, простокваша, сметана, творог и других известных продуктов.

Следуя идее автора данного изобретения о введении бифидобактерий в технологии классических кисломолочных продуктов (1991 г.), естественно предложить и здесь использовать микроорганизмы - пробиотики и/или другие БС с пробиотическим воздействием - для получения биокатализированных аналогов традиционных кисломолочных продуктов. Для этого могут использовать, например, микроорганизмы из группы пробиотиков и/или другие биологические системы с пробиотическим воздействием, например бифидобактерии, пропионовокислые бактерии. Bacillus subtilis, лактобактерии, уксуснокислые бактерии. Мы не будем далее продолжать список возможных БС с пробиотическим воздействием, поскольку они хорошо известны специалистам. Технический результат по заявленному способу в разных вариантах осуществления можно достигнуть при использовании любых известных БС с пробиотическим воздействием, иммобилизованных на ИБК.

Раскрытие пунктов 6) и 17) формулы изобретения.

Технический результат по заявленному способу достигается также тем, что, по меньшей мере, один носитель иммобилизованного биокатализатора или хотя бы один из компонентов, предшественников, по меньшей мере, одного носителя выбран из группы пребиотиков, например энтеросорбентов, пищевых волокон, полисахаридов природного происхождения, неперевариваемых олигосахаридов, фруктоолигосахаридов и/или других известных пребиотиков, или веществ с пребиотическим воздействием. Технический результат в различных вариантах осуществления по заявляемому способу могут достигать при использовании различных известных веществ с пребиотическим воздействием.

Технический результат по заявленному способу достигается также тем, что, по меньшей мере, один носитель иммобилизованного биокатализатора или хотя бы один из компонентов, предшественников, по меньшей мере, одного носителя выбран из группы известных в биотехнологии носителей, например углеродный сорбент, в частности активный уголь, минеральный сорбент, например цеолит, неорганический сорбент, например алюмофосфат, продукт биосинтеза и/или химического синтеза, например целлюлоза и ее модификации, например микрокристаллическая целлюлоза, ацетилфталилцеллюлоза, продукт растительного происхождения, например пищевые волокна, продукт биологического происхождения, например микроорганизм, биополимер, продукт биохимического или биотехнологического происхождения, например белок, гелеобразующие вещества, например пектиновые вещества.

В данном пункте перечислены, в основном, лишь родовые названия применяемых носителей, более подробная детализация каждого вида заняла бы много места, поэтому не приводится. Например, неорганические сорбенты включают в себя, кроме AlPO₄, многие другие сорбенты, например фосфоапатит, фосфат магния, применяемые фармацевтические композиции типа "Алмагель", алюмосиликаты, силикагели, в своих физиологически приемлемых модификациях. Специалистам ясно, в какую группу попадают, например, альгинаты. Мы не детализируем также в отношении сорбентов указанных видов, получены они из природных материалов и/или в результате химической технологии (например, активные угли, цеолиты, бентонит и др.), какое именно из веществ, соединений, обозначенных родовым признаком, применяется. Например, к пектиновым веществам относятся и протопектины, и пектоцеллюлоза, и собственно пектин, и пектовые кислоты и другие пектиносодержащие соединения, к полисахаридам отнесена, например, гемицеллюлоза, к биополимерам, в частности лигнин, и т.д. Такое распределение конкретных сорбентов по видам может быть произведено разными способами, например целлюлоза является и биополимером и полисахаридом, что хорошо понятно специалистам, поэтому мы не будем здесь давать более подробные пояснения. Мы не детализируем также, из какого вида сырья получен тот или иной сорбент. Например, активный уголь из растительного сырья может быть древесным или косточковым и т.д. Любой из таких вариантов получения сорбента может вести к достижению технического результата. При принятии решения об использовании сорбента в конкретном варианте реализации способа по изобретению могут руководствоваться свойствами сорбента, влияющими на способность тех или иных БС к иммобилизации на нем. В частности, могут использовать селективность сорбента, связанную с характерным размером пор, или реакционные свойства поверхностных групп или другие известные свойства, придающие сорбенту или марке, виду сорбента селективность по отношению к благоприятной или благоприятным БС. Эти характеристики сорбента могут отличаться вследствие технологических особенностей получения различных марок одного сорбента, например режим тепловой обработки при активации угля позволяет получать угли с различными характеристиками порового пространства и площадью внутренней поверхности. Технический результат по заявленному способу может быть достигнут в каждом из вариантов осуществления при использовании указанных сорбентов и/или сорбентов с указанными особенностями.

Раскрытие пунктов 7) и 18) формулы изобретения.

Технический результат по заявленному способу (варианты) достигается также тем, что технологический процесс получения продукта имеет не менее одной стадии, включая стадию биокатализации, то есть целевую стадию, на которой происходят, хотя бы частично, одновременно как формирование системы "носитель - биокатализатор" и/или изменение каких-либо ее качественных характеристик, так и процесс изменения пищевого субстрата за счет, хотя бы отчасти, метаболизма хотя бы части микроорганизмов и/или других биологических систем биокатализатора, в то время как стадия биокатализации может не совпадать, или может частично совпадать, или может полностью совпадать с одной или несколькими другими стадиями технологического процесса, при этом одну или несколько или все стадии технологического процесса и/или технологические операции проводят до достижения определенной величины или величин показателя или показателей, обеспечивающей или обеспечивающих оптимальные, и/или нормативные, и/или заданные, и/или определяемые, например расчетные, характеристики процесса, и/или вещества, и/или биологического объекта, и/или продукта и/или другого объекта, а величины показателей могут задаваться значениями и/или интервалами значений и/или другим множеством значений, и/или функционально, например с помощью многочлена, рациональной функции, показательной, логарифмической функции, других известных функций, и/или своими качественными характеристиками, поддающимися объективному определению.

Выше нами кратко описано понимание целевой стадии и процесса биокатализации пищевой основы и/или продукта, а также раскрыто понимание того, каким образом БС системы "носитель - биокатализатор" могут играть роль в трансформации пищевой основы за счет участия в метаболическом процессе (или его фрагментах), происходящего в основе. Особенностью многих вариантов осуществления способа по изобретению является такая реализация способа в конкретном технологическом процессе, при которой технологический процесс имеет технологические операции и технологические стадии. Заявленный способ (варианты) может осуществляться при наличии различных стадий в процессе, могут быть предусмотрены, например, подготовка технологического оборудования, подготовка пищевой основы, подготовка компонентов пищевой основы, подготовка культур заквасок, подготовка носителя биокатализатора, подготовка компонентов и/или предшественников биокатализатора, проведение иммобилизации какой-либо или каких-либо БС до внесения ИБК в пищевую основу, соединение компонентов основы, культур заквасок, БС, носителей и/или компонентов, предшественников носителей биокатализатора, проведение (возможно, нескольких) биотехнологических процессов, в частности брожения, например сквашивания, процесса биокатализации, охлаждение, розлив и/или любые другие стадии, предусмотренные технологическим регламентом. В конкретной реализации заявленного способа могут присутствовать часть перечисленных стадий или все перечисленные стадии и/или другие известные стадии процессов пищевой биотехнологии. Они могут проводиться в различные промежутки времени, или последовательно, или частично совпадать, или полностью совпадать во времени, или проводиться в любых технологически обусловленных сочетаниях. Для получения технического результата по способу любую из стадий или совокупность стадий могут проводить до достижения заданной величины определенного показателя или величин показателей, обеспечивающего или обеспечивающих оптимальные, и/или нормативные, и/или заданные, и/или расчетные характеристики процесса, а величины показателей могут задаваться значениями и/или интервалами значений, или другим множеством, преимущественно числовым, и/или функционально, например с помощью многочлена, рациональной функции, показательной, логарифмической функции, других известных функций, и/или своими качественными характеристиками, поддающимися объективному определению. Перечень таких показателей очень велик, из-за ограниченности места нам не удастся привести его полностью. Он включает в себя все известные из физики, в том числе из таких ее разделов, как механика, электричество, акустика, оптика, теплофизика, других разделов, химии, физической химии, биохимии, микробиологии, пищевой биотехнологии, техники и естествознания величины и показатели, например время, температура, давление, вязкость, сопротивление, диэлектрическая проницаемость, скорость звука в среде, оптическая плотность, концентрация, кислотность, редокс-потенциал, скорость протекания реакции, биохимическая активность. Для достижения технического результата по способу не имеет значения, в каких единицах измеряют конкретный показатель. Например, концентрацию могут выражать в моль/г, или титром, или в массовых процентах и т.д.

Технический результат достигается также, если какая-либо стадия или стадии разделена на этапы или операции. В частности, стадия подготовки молочной основы может предусматривать целый ряд операций, к примеру очистка сырья, сепарация сливок, обезжиривание, нормализация молока, магнитная обработка, гомогенизация, микроволновое воздействие, ультрафиолетовое облучение, введение целевых добавок, например термостабилизирующих, в частности цитратных солей, термическая обработка, например пастеризация, УВТ-обработка, охлаждение до определенной температуры, деаэрация, другие известные операции. Подготовка культур микроорганизмов и/или других вносимых биологических систем тоже может предусматривать целый ряд операций или этапов, например этап биохимической активизации бактерий, который сам может подразделяться на ряд операций, например пересев культур, подготовка инокулята, внесение стимуляторов роста, освобождение от нежелательных метаболитов, введение добавок, в частности ферментов, БАВ, и многие другие известные операции. Могут производить подготовку носителя, его могут, например, предварительно подвергнуть термообработке и/или другим известным видам обработки, химическому воздействию, например гидролизу, ацетилированию, механическому воздействию, например могут дезинтегрировать, и/или диспергировать, и/или эмульгировать, и/или агрегировать, например, в гранулы, и/или могут также подвергнуть любому другому известному виду подготовки. Такое подразделение стадии на этапы, операции может относиться к любой стадии технологического процесса получения продукта по способу.

Технический результат по заявленному способу достигается также и в тех вариантах осуществления, когда реализация одного или нескольких или всех этапов и/или одной или нескольких или всех операций и/или одной или нескольких или всех стадий технологического процесса получения продукта проводится до достижения своей, присущего ему (этапу) или ей (операции, стадии) величины (или величин) показателя (показателей). Величины показателей могут быть, например, нормативными, и/или оптимальными, и/или заданными, и/или определяемыми, в частности, расчетным путем и/или другими известными показателями. Выбор показателей производится преимущественно на основе требований государственной системы контроля качества пищевых продуктов, а также конкретных технических условий на производство продукта. Значения, величины показателей определяются преимущественно технологами и в некоторых случаях другими специалистами, например физиологами, биохимиками.

Технический результат по заявленному способу достигается и тогда, когда может существовать некоторая степень свободы в выборе показателей даже в пределах одной операции. Например, подготовку технологического оборудования могут производить до достижения нормативных требований санитарно-гигиенических органов. В то же время подготовка поверхности оборудования может производиться обработкой острым паром заданной температуры заданное время, или она может производиться обработкой раствором нормативной концентрации определенного антисептика. Технический результат достигается также и тогда, когда проведение операции, или этапа, или стадии может происходить до достижения сразу нескольких из заданных величин перечисленных показателей. Например, активизацию биомассы вносимых микроорганизмов могут вести до достижения определенного времени нахождения ее в условиях определенного теплового режима и перемешивания заданной интенсивности, также до достижения заданной концентрации биомассы в определенном объеме, также до достижения определенной кислотности, выраженной показателем рН среды и заданной интервалом значений.

Технический результат по заявленному способу достигается также и в тех вариантах осуществления, когда какую-либо операцию, этап, стадию проводят до достижения оптимальной величины показателя, при этом, как правило, должен быть ясно определен критерий оптимальности. Например, количество вносимой закваски может оптимизировать ценовую функцию от переменных "стоимость закваски, время сквашивания" или, например, оптимизировать затраты на получение лечебной дозы живых бифидобактерий в 100 мл продукта. Технический результат по заявленному способу достигается также и в тех вариантах осуществления, когда какую-либо операцию, этап, стадию проводят до достижения нормативной величины показателя, при этом, как правило, такой показатель установлен какими-либо нормативными документами. Технический результат по заявленному способу достигается также и в тех вариантах осуществления, когда какую-либо операцию, этап, стадию проводят до достижения заданной величины показателя. Величина показателя может быть задана различными способами. Например, она может быть задана функционально, может зависеть от функционального соотношения величин и/или значений иных показателей. Например, отмывку биомассы от нежелательных метаболитов раствором могут проводить до достижения заданного уровня оптической плотности промывочного раствора, определяемого в долях от его исходной оптической плотности. Или, к примеру, этап гомогенизации молока (стадия подготовки пищевой основы) проводят с определением размеров нерастворимых в воде компонентов молока (жировых глобул, по преимуществу), имеющих шаровидную форму, и завершают этап по достижении функционального соотношения
R_min/R_max∈[a, b],
где R_min - радиус глобул минимального размера, R_max - радиус глобул максимального размера, [а; b] - выбранный отрезок числовой оси (числовое множество), например, а=0,001 и b=0,1.

Технический результат по заявленному способу достигается и в тех вариантах осуществления, в которых какой-либо показатель или показатели заданы своими качественными характеристиками. В частности, это могут быть структурные показатели продукта, физиологические характеристики. Например, сквашивание могут вести до достижения зрелости сгустка. Этот качественный показатель ясен технологу, однако для неспециалиста предпочтительнее другой показатель. Поскольку все характеристики пищевого процесса поддаются объективному анализу и изучению научными методами, то любой качественный показатель могут выразить с помощью набора других характеристик, которые можно определить измерениями, приборами. Зрелость сгустка, в частности, соответствует определенным рН, вязкости, количеству микробных тел в 1 мл продукта, концентрации определенных метаболитов и т.п. К качественным показателям можно отнести также показатели продукта, характеризующие его физиологически активные свойства, другие известные показатели.

Раскрытие пунктов 8) и 19) формулы изобретения.

Технический результат по заявленному способу достигается также и в тех вариантах осуществления, в которых в пищевую основу и/или ее компоненты на любой стадии технологического процесса дополнительно могут внести вкусовые, и/или ароматические, и/или красящие, и/или биологически активные компоненты, и/или минеральные вещества и/или их соли, и/или витамины, и/или производные витамина, и/или предшественники витамина, и/или ферменты, и/или производные фермента, и/или консерванты, и/или эмульгаторы, и/или стабилизаторы, и/или буферы, и/или структурообразователи, и/или наполнители, и/или эмульгаторы, и/или загустители, и/или антиоксиданты, и/или растительные экстракты, и/или продукты животного происхождения, и/или морепродукты, и/или экстракты из продуктов животного происхождения или морепродуктов, и/или животные белки, и/или растительные белки, и/или экстракты из животных или растительных белков, и/или аминокислоты, и/или углеводы, и/или липиды, и/или спирты, и/или масла, и/или питьевую воду, и/или минеральную воду произвольного ионного состава, пригодную для питья, и/или органические кислоты, и/или их производные, и/или другие органические вещества, включая продукты метаболизма микроорганизмов, и/или продукты биосинтеза, и/или продукты фотосинтеза, и/или биомассу микроорганизмов, и/или экстракт биомассы микроорганизмов, полученный любым известным способом, и/или пищевые добавки, и/или премиксы, и/или ингредиенты, разрешенные к применению в пищевой промышленности, взятые каждый в отдельности или в любом их сочетании в произвольном соотношении, в нативном состоянии или после предварительной обработки любыми известными методами физико-химической, и/или химической, и/или технологической обработки.

Раскрытие пунктов 9) и 20) формулы изобретения.

Технический результат по заявленному способу достигается также и в тех вариантах осуществления, в которых на любой стадии технологического процесса пищевую основу и/или ее компонент или компоненты, или полуфабрикат продукта, взятые в произвольном физическом или химическом состоянии, могут подвергать химической обработке, включая реакцию присоединения, и/или расщепления, и/или окисления, и/или восстановления, и/или механической обработке, преимущественно смешиванию, и/или перемешиванию, и/или измельчению, и/или сепарированию, и/или виброобработке, и/или разделению, и/или разбавлению, и/или фильтрации, и/или дегазации, и/или вакуумированию, и/или насыщению газом или смесью газов, и/или концентрированию, преимущественно методами мембранного разделения или сорбционными методами, а также могут подвергать тепловой, и/или электромагнитной, и/или электрофизической, и/или биоэнергетической, и/или акустической, и/или ультразвуковой обработке, и/или агрегированию, и/или выдержке в условиях вышеуказанных воздействий.

Для достижения технического результата по заявленному способу в различных вариантах его осуществления можно использовать разные виды обработки и проводить ту или иную требующуюся в данном варианте осуществления способа обработку с конкретной интенсивностью или по конкретно заданному режиму. Например, может быть задан ступенчатый режим нагрева, или непрерывное охлаждение основы, или другой температурный график теплового режима обработки. Перемешивание могут вести с заданной интенсивностью, достигая ламинарного или турбулентного движения жидкой основы. Его могут задать, например, скоростью вращения. В самих режимах обработки могут предусматривать этапы, которые производятся до достижения определенных величин показателя или показателей, как это раскрыто в пояснениях к п.11) формулы изобретения. Обработку основы и/или любого ее компонента, компонентов также могут вести до достижения определенной величины показателя.

Для достижения технического результата по заявленному способу в различных вариантах его осуществления могут использовать разные виды оборудования, аппараты, приборы, устройства, любые другие известные виды технических средств.

Раскрытие пунктов 10) и 21) формулы изобретения.

В различных формах реализации заявленного способа по изобретению, направленных на получение биокатализированных пищевых продуктов, в частности кисломолочных биопродуктов, технологический процесс ведут, выдерживая определенное соотношение между количеством микробных тел иммобилизованного биокатализатора и общим количеством микробных тел микроорганизмов в продукте. При этом технологический процесс ведут так, чтобы в процессе получения иммобилизованного биокатализатора в составе готового продукта достигать соотношения
lg(N_моибк/N_мопрод)∈[-9; 0],
где N_моибк - количество микробных тел микроорганизмов иммобилизованного биокатализатора; N_мопрод - общее количество микробных тел микроорганизмов в готовом продукте.

Во многих конкретных формах реализации способа этот диапазон может быть значительно меньше, например для ряда способов получения биокатализированного бифидокефира может быть соблюдено соотношение lg(N_моибк/N_мопрод)∈[-3; 0] , или это функциональное соотношение может принадлежать еще более узкому числовому интервалу, например [-1; 0]. Правая граница диапазона достигается в случае, когда все микроорганизмы в продукте находятся в иммобилизованном виде. Левая граница тем дальше отстоит от нуля, чем больше микроорганизмов в продукте находятся вне носителя. Левая граница диапазона достигается, когда доля МО ИБК от общего количества МО в продукте составляет 10^-9.

Раскрытие пунктов 11) и 22) формулы изобретения.

В различных формах реализации заявленного способа по изобретению, направленных на получение биокатализированных разновидностей известных кисломолочных биопродуктов, технологический процесс ведут выдерживая определенное соотношение между количеством микробных тел микроорганизмов закваски титульного кисломолочного продукта, например кефира или йогурта или ряженки и т. д., и количеством микробных тел микроорганизмов-пробиотиков, например бифидобактериями, пропионовокислыми бактериями и т.д. Для реализации способа по изобретению не имеет значения, какой именно из указанных биологически активных компонентов (МО, БС) будет в иммобилизованном виде. Возможны варианты осуществления, при которых и микроорганизмы кисломолочной закваски и микроорганизмы-пробиотики будут иммобилизованы, частично или полностью. Возможны варианты, когда будут иммобилизованы только пробиотические БС. Возможны варианты, когда, напротив, иммобилизованы будут кисломолочные микроорганизмы, например, когда их внесут в продукт в составе ИБК.

Мы указываем широкий диапазон для количественного соотношения видов микроорганизмов при получении продукта по способу, когда при их совместном нахождении в составе пищевой основы или продукта выдерживают соотношение
lg(N_моз/N_моп)∈[-9; +9],
где N_моз - количество микробных тел микроорганизмов кисломолочной закваски;
N_моп - количество микробных тел микроорганизмов-пробиотиков.

Во многих вариантах осуществления этот диапазон может быть значительно уменьшен, например для ряда способов получения биокатализированного бифидокефира может быть соблюдено соотношение lg(N_моз/N_моп)∈[-2; +5], или это функциональное соотношение может принадлежать еще более узкому числовому интервалу, например [-1; +3].

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Заявленный способ получения биокатализированных продуктов может быть реализован во множестве конкретных форм, поэтому мы не имеем возможности исчерпать здесь различные примеры. Приведенные ниже примеры лишь иллюстрируют изобретение, но не могут претендовать на его исчерпывающее описание.

Пример 1. Способ получения биокатализированного бифидокефира (вариант).

Производят подготовку 1000 л молока, очищая молоко от посторонних примесей фильтрацией, затем нормализуют по жиру до достижения дробно-линейного соотношения
(m_общ+m_ж/m_общ -m_ж)∈[1,0; 1,1],
где m_общ - общая масса молока;
m_ж - масса жира в молоке;
далее гомогенизируют до достижения функционального соотношения
lg(R_min/R_max)∈[-2; -1],
где R_min - радиус жировых глобул минимального размера;
R_max - радиус глобул максимального размера;
затем вносят лимоннокислую соль натрия в количестве 0,15 кг, далее подвергают обработке ультразвуком в течение 20 с, затем пастеризуют при температуре 77±2^oС с выдержкой 12 мин, затем деаэрируют под давлением 0,5 ата при перемешивании и удалении воздуха в течение 10 мин. Из общей массы подготовленного молока отбирают в заквасочник 25 кг молока, охлаждают до температуры 38^oС, вносят 0,5 кг биомассы бифидобактерий (штаммы В. bifidum, В. longum, В. adolescentis в соотношении 1:1:1) в виде жидкого концентрата с биотитром не менее 10⁹ КОЕ/мл, затем вносят дополнительно следующие компоненты до достижения количеств в смеси, мас.%:
Агар - 0,05
Панкреатический гидролизат молока - 6,2
Кукурузный экстракт - 0,09
Сухой остаток молока (СОМ) - 10,0
D(-)-лактоза - 0,08
Сахароза - 2,0
Аскорбиновая кислота - 0,005
Ацетилфталилцеллюлоза (АФЦ) - 2,2
Смесь перемешивают и ведут сквашивание до достижения рН 5,0-5,2, после чего добавляют 0,6 кг 50% водного асептического раствора натрия гидрокарбоната, вода для которого приготовлена на специальной ионообменной установке водоподготовки. В данном случае в заквасочнике происходит целевая стадия формирования двухкомпонентного (по носителю) ИБК: АФЦ и агару. Вводимые добавки являются реагентами, влияющими на процессы формирования ИБК. Однако в заквасочнике целевая стадия не завершается. Смесь тщательно перемешивают 3 мин, доводя скорость мешалки до 300 об/мин и дополнительно выдерживают при 37±1^oС в течение 1 часа. В это же время основную массу молока дополнительно после пастеризации подвергают термообработке при температуре 138±2^oС с выдержкой 4 с и охлаждению до 27±1^oС. Полученная в заквасочнике в смеси биоактивизированная биомасса имеет биотитр не менее 10¹⁰ КОЕ/мл и содержит активизированные бифидобактерий, часть которых иммобилизована АФЦ. Часть бифидобактерий также иммобилизована агаром, что увеличивает их последующую устойчивость при соединении с кефирными грибками, но доля этого ИБК в смеси незначительна. Затем смесь вносят в резервуар с основной массой молока и перемешивают в течение 3 мин лопастями со скоростью 5 об/мин. Полученную пищевую молочную основу с дополнительными компонентами, содержащими ИБК и ростовые факторы, через 25 мин соединяют с кефирной закваской (сливы кефирных грибков) в количестве 25 кг, отвечающей по своим характеристикам действующему отраслевому стандарту. Смесь перемешивают в течение 8 мин и выдерживают при температуре 26±1^oС в течение 6-8 часов до достижения кислотности 62-65^oТ при периодическом (8 раз в час) перемешивании, обеспечивающем ламинарное движение, в течение 1 мин каждое. Затем продукт захолаживают до 7±1^oС и направляют на розлив и укупорку. Нарастание биомассы микроорганизмов происходит в температурном диапазоне, более благоприятном для микроорганизмов кефирной закваски, представляющей собой симбиоз нескольких различных видов микроорганизмов, поэтому они проходят больше генераций и молочный субстрат трансформируется, в основном, за счет их синтеза, превращаясь в кефир. В то же время бифидобактерии, имеющие некоторую полиморфность за счет наличия D(-)-лактозы в активизирующем субстрате, и, следовательно, устойчивость к неблагоприятным воздействиям среды, к тому же частично иммобилизованные, хотя и утрачивают часть активности, сохраняют свою конкурентную устойчивость в продукте по отношению к доминирующей популяции кефирных микроорганизмов, что воздействует на метаболизм кефирных грибков и улучшает свойства продукта, как это происходит в аналоге. Процесс формирования ИБК начинается уже в заквасочнике, причем носитель (АФЦ) претерпевает изменения, проходя гидратацию. По мере уменьшения показателя рН среды гидратация идет интенсивнее. В данном примере целевая стадия и стадия биокатализации частично совпадают со стадией биоактивизации бифидобактерии в заквасочнике и частично совпадают со стадией сквашивания молочной основы в резервуаре. На стадии сквашивания в резервуаре основной части молока происходит также иммобилизация АФЦ молочнокислых стрептококков, уксуснокислых бактерий, других видов микроорганизмов кефирной закваски, а также некоторых ферментов, что делает ИБК на АФЦ многокомпонентным (по иммобилизованным биологическим системам), а действие продукта в ЖКТ биопролонгированным. В резервуаре происходят также дальнейшая гидратация и набухание АФЦ. Все внесенное количество АФЦ и, соответственно, весь полученный на ней ИБК остается в продукте. Выбранный режим ламинарного перемешивания не разрушает ИБК на АФЦ, сложившийся к концу процесса в совокупности своих свойств. В то же время, из-за интенсивного перемешивания на начальной стадии после внесения в резервуар и достаточно низкой кислотности, ИБК на агаре может не сохраниться. В продукте обеспечено содержание бифидобактерии в диапазоне lgN_моб∈[8; 11], где N_моб - число клеток бифидобактерий в 100 мл. Практически все иммобилизованные МО сохранятся при прохождении ЖКТ, поэтому ИБК в толстой кишке сможет длительное время проявлять колониеобразующую активность, антагонистическую активность по отношению к патогенной и условно патогенной микрофлоре, а также обогащать микробиоценоз кишечника ценными метаболитами. Полученный продукт, сохраняя высокие вкусовые и другие органолептические свойства аналога (бифидокефира), плотный сгусток при низкой кислотности, существенно превосходит его по активности физиологического воздействия. Небольшое количество АФЦ и ее микродисперсность при полной гидратации делает ее незаметной в продукте для потребителя.

Пример 2. Способ получения лечебного биокатализированного продукта для детей раннего возраста (вариант).

1000 кг молока, отвечающего нормативным требованиям, фильтруют, обезжиривают, гомогенизируют, стерилизуют при 136±1^oС с выдержкой 5 с и охлаждают до 25±1^oС. Затем вносят 20 кг кефирной закваски (сливы кефирных грибков) и 2 кг ацидофильной закваски, после чего перемешивают в течение 8 мин и оставляют в покое на 2 ч. Затем вносят жидкую концентрированную регидратированную биомассу бифидобактерий Bifidobacterium bifidum в количестве 5 кг, прошедшую предварительную технологическую подготовку перед внесением, смешанную с 3 кг активированного косточкового угля, на котором предварительно иммобилизован лизоцим в количестве 300 г, причем иммобилизацию осуществляли методом вакуумной сушки раствора лизоцима в смеси с углем при температуре 35^oС и давлении 0,05 мм рт.ст. абс. до достижения остаточной влажности 4%. Смесь вновь перемешивают в течение 8 мин и оставляют в покое еще на 2 ч, затем вносят 300 г бикарбонатного буфера, перемешивают и ведут сквашивание до достижения кислотности 65-70^oТ. Затем вносят 200 г гидроокиси магния, перемешивают, захолаживают до 6±1^oС и направляют на розлив. Целевая стадия происходит с момента внесения ИБК на угле (система "уголь - лизоцим") до момента внесения гидроокиси магния, в ходе целевой стадии на угле иммобилизуются другие МО и БС, находящиеся в пищевой основе до внесения в нее ИБК, а также те метаболиты и интермедиаты, которые образуются в основе при совместной метаболической трансформации пищевого субстрата микробиоценозом продукта. Поэтому ИБК в ходе целевой стадии становится многокомпонентным. Внесенная пищевая добавка в виде гидроокиси магния инактивирует иммобилизованные пробиотики и дополнительно предохраняет их от неблагоприятных воздействий при прохождении пищевода и желудка, утрачивая свое инактивирующее действие в кишечнике. Полученный продукт имеет высокие лечебные и лечебно-профилактические свойства. Обладая органолептическими свойствами обычного качественного кисломолочного детского продукта, он отличается от него тем, что содержит в иммобилизованном виде лизоцим, ценный бифидогенный фермент, а также иммобилизованные колонии активных бифидо- и лактобактерий. Продукт обладает повышенной адгезией к стенке кишечника, до которого доходит сохранив высокую биологическую активность. Кроме того, активный уголь имеет часть порового пространства, свободную для адсорбции токсичных газов кишечника. Сочетание этих свойств делает продукт уникальным. Он показан, в частности, при дисбактериозе, диарее.

Пример 3. Способ получения низкокалорийного диетического биокатализированного продукта (вариант).

Обезжиренное технологически подготовленное молоко соединяют с растворимыми бифидогенными диетическими волокнами, на которых предварительно иммобилизуют бифидобактерии и пропионовокислые бактерии в соотношении 3:1, затем для инактивации добавляют натрия гидрокарбонат, который выполняет также роль буфера. Продукт выдерживают 1 ч при температуре 20±2^oС, затем захолаживают до 6±1^oС и направляют на розлив. За счет диетических волокон создается чувство сытости при очень низкой энергетической характеристике продукта, при этом продукт имеет высокую физиологическую активность за счет биопролонгированного действия ИБК в кишечнике.

Пример 4. Способ получения биокатализированного продукта на молочно-растительной основе (вариант).

Гомогенизированную массу сухих несульфитированных абрикосов (10 кг) подвергают асептической обработке и вносят в молочную сыворотку (40 кг), в смесь вносят также аскорбиновую и лимонную кислоту в соотношении 1:3 в количестве 360 г. После гидролиза смеси в течение 6 ч при температуре 55±2^oС ее охлаждают до 26±1^oС и вносят обезжиренное пастеризованное молоко в количестве 150 кг, содержащее молочнокислую закваску в количестве 6 кг, фруктозу в количестве 5 кг. Смесь обогащают также сывороточным белковым концентратом (5 кг), тщательно перемешивают в течение 10 мин при скорости лопастей 60 об/мин и выдерживают в течение 5 ч при исходной температуре, затем вводят стабилизатор, перемешивают при скорости 20 об/мин и охлаждении до 5^oС и направляют на розлив. Целевая стадия начинается после внесения молочнокислой закваски, перед этим в процессе гидролиза растительного сырья (предшественник носителя) происходил процесс формирования носителя за счет гидратации и гидролиза протопектина, переходу нерастворимого протопектина в растворимый протопектин. Трансформация пектоцеллюлозного матрикса клеток, катализируемая ионами водорода, приводит к гидролизу ацетильных и метальных связей. В среду выделяется растворимый пектин, что приводит к образованию двух носителей (или двухкомпонентного носителя): пористо-волокнистого матрикса носителя растительного сырья и гелеобразного пектина. Гидролиз увеличивает также количество реакционноспособных карбоксильных групп, что увеличивает сорбционную емкость волокон. Часть БС сыворотки и сывороточные белки иммобилизуются обоими носителями. После внесения МО закваски и молока происходит биокатализация, т.е. продолжается процесс формирования двухкомпонентного (по носителю) ИБК при одновременном участии БС ИБК в процессе трансформации пищевой основы - в данном случае и молочного, и растительного ее компонентов. Введение целевых реагентов в виде органических кислот влияет на скорость гидролиза и, соответственно, на скорость протекания процесса формирования ИБК. Внесением стабилизатора и захолаживанием процесс биокатализации прекращают, выбранный режим перемешивания не разрушает сложившийся ИБК. Полученный продукт имеет высокие структурные и вкусовые характеристики, нежный сгусток с приятным фруктовым привкусом, активные физиологические свойства, обусловленные синергизмом свойств пектиновых веществ, молочнокислых бактерий, сывороточных компонентов, пищевых волокон, внесенных биологически активных веществ, ценных метаболитов, а также эффектом их биопролонгированного действия.

Пример 5. Способ получения биокатализирующего молочного напитка (биокатализирующего бифидомолока) (вариант).

Приготавливают 1 кг микродисперсной карбоксиметилцеллюлозы с остаточной влажностью 5%, затем иммобилизуют на ней смесь лизоцима, супероксиддисмутазы, взятых в 0,3%-ном водном растворе в соотношении 39:1 массой 4 кг методом вакуумной сушки при температуре 38±1^oС до достижения остаточной влажности 6%. В очищенное, нормализованное по жиру, гомогенизированное и термически обработанное молоко (20 кг) вносят подготовленный ИБК на карбоксиметилцеллюлозе, а также в 1,5 кг водного раствора 300 г сывороточного концентрата, 200 г фруктозы, 1 г сукцината натрия, 2 г хлористого кальция, 0,5 г таурина, а также вносят 400 г жидкого концентрата бифидобактерий с биотитром не менее 1,0•10¹⁰ КОЕ/мл, затем смесь перемешивают в течение 6 мин со скоростью 600 об/мин охлаждают до температуры 18^oС и выдерживают в течение 1 ч. За этот промежуток времени ИБК претерпевает изменения, связанные с процессом гидратации и набухания карбоксиметилцеллюлозы, а также некоторой сорбцией БС из раствора. При достаточно низкой температуре БС не успевают сколько-нибудь значительно трансформировать субстрат, за исключением выделения в раствор ряда ценных метаболитов, происходит также и адаптация МО в среде. Смесь захолаживают до 6±1^oС и направляют на розлив. Биокатализирющие свойства бифидомолока проявляются в кишечнике, куда в сохранном виде доходят биологические системы, находящиеся в продукте. Продукт имеет приятный вкус.

По заявленному способу могут получать также напитки, пюре, сухие смеси для мороженого, суфле, кремы, кондитерские изделия, кисломолочные продукты, молочные продукты, включая молоко, сыры, плавленые сыры и другие пищевые продукты, как совершенно новые, так и ранее выпускавшиеся, но в их биокатализированных модификациях.

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности. Для получения пищевого продукта по первому варианту в пищевую основу вносят, по меньшей мере, один носитель и/или предшественник носителя. Полученную смесь подвергают физической или физико-химической, и/или химической, и/или биохимической обработке, получают, по меньшей мере, один иммобилизованный биокатализатор и доводят массу иммобилизованного биокатализатора в продукте до количества, которое удовлетворяет соотношению lg(М_ИБК/М_прод)∈[-8; 0], где М_ИБК - масса ИБК в составе продукта, М_прод - общая масса продукта. Для получения пищевого продукта согласно второму варианту в пищевую основу вводят по меньшей мере один иммобилизованный биокатализатор, содержащий, по меньшей мере, один носитель и, по меньшей мере, один биологически активный компонент. После внесения иммобилизованного катализатора полученную смесь подвергают физической, и/или физико-химической, и/или химической, и/или биохимической обработке с получением готового продукта, содержащего иммобилизованный биокатализатор, и доведением массы ИБК в продукте до количества, которое удовлетворяет соотношению lg(М_ИБК/М_прод)∈[-8; 0], где М_ИБК - масса ИБК в составе продукта, М_прод - общая масса продукта. Изобретение позволяет получить продукт, обладающий диетическими, профилактическими свойствами, а также с улучшенными вкусовыми свойствами и структурными характеристиками, продукт тепла обладает повышенной биологической ценностью. 2 с. и 20 з.п.ф-лы.

Формула