PL249830B1

PL249830B1 - Sposób wytwarzania fermentowanego produktu na bazie napoju z roślin strączkowych z żywymi i wegańskimi kulturami bakterii

Info

Publication number: PL249830B1
Application number: PL443245A
Authority: PL
Inventors: Magda SZYMCZAK; Magda Szymczak; Dagmara ZMYŚLONY; Dagmara Zmyślony
Original assignee: Wellpod Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2022-12-22
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2026-06-29
Also published as: PL443245A1; WO2024136684A1

Abstract

Sposób wytwarzania fermentowanego produktu na bazie napoju z roślin strączkowych z żywymi i wegańskimi kulturami bakterii, polega na tym, że fizycznie oczyszcza się nasiona roślin strączkowych i przepłukuje świeżą zimną wodą pitną, minimalizując zanieczyszczenia fizyczne i mikroorganiczne surowca. Następnie namacza się nasiona roślin strączkowych wodą o temperaturze 15°C - 80°C, w proporcji wagowej od 1:1 do 4:1 wody do nasion przez okres 0,5 do 4 godzin i przeprowadza się pierwszą ekstrakcję z mieszaniem namoczonych nasion. Po zakończeniu pierwszej ekstrakcji odlewa się odciek i powtarza się ekstrakcję nasion z mieszaniem od 1 do 5 razy, przez okres od 1 do 20 godzin, zalewając nasiona roślin strączkowych świeżą wodą o temperaturze 15°C - 80°C, w proporcji wagowej wody do nasion od 1:1 do 4:1. Po zakończeniu etapu ekstrakcji nasiona roślin strączkowych rozdrabnia się fizycznie na cząstki wielkości 0,1 mm do 6 mm, uzyskując pulpę i przeprowadza się biokonwersję zalewając pulpę wodą w proporcji wagowej wody do s.s. pulpy od 1:1 do 6:1 oraz dodając enzym alfa amylazy w ilości od 0,001 do 4 dm<sup>3</sup> na 1000 kg s.s. suchych nasion, a całość miesza się i podgrzewa do temperatury od 70°C do 105°C i utrzymuje przez okres od 0,5 do 4 godzin, po czym przeprowadza się drugą biokonwersję korygując pH (6,0 - 8,0) i dodając enzym maltogenny (alfa-amylaza maltogenna) w ilości od 0,001 do 10 dm<sup>3</sup> na 1000 kg s.s. suchych nasion, prowadzi się hydrolizę mieszając przez okres od 0,5 do 16 godzin w temperaturze od 70°C do 105°C. Następnie rozdziela się stałe cząstki pulpy od płynnych, na przegrodach filtracyjnych lub w procesie separacji lub dekantyzacji. Po oddzieleniu stałych cząstek od surowego napoju z roślin strączkowych i oznaczeniu stężenia s.s., standaryzuje się napój wodą do poziomu 12 - 17 Brixów, dodaje się tłuszcz roślinny do poziomu całkowitego 2% - 7%, ewentualnie dodaje się stabilizatory. Produkt poddaje się mieszaniu, homogenizacji w temperaturze od 50 do 70 stopni Celsjusza i pasteryzuje się do temperatury 95 stopni Celsjusza, chłodzi się do temperatury inkubacji żywych wegańskich szczepów bakterii i zaszczepia się produkt pojedynczymi szczepami lub rożnymi mieszankami szczepów żywych bakterii wegańskich. Termostatuje się produkt w temperaturze 30 - 50 stopni Celsjusza w czasie od 2 do 5 godzin i prowadzi się fermentację do pH 4,2 - 4,5, po czym chłodzi się w celu zatrzymania dalszej fermentacji, ewentualnie dodaje się dodatki smakowe, całość miesza się oraz pakuje do opakowań jednostkowych i schładza się do poziomu poniżej 4 stopni Celsjusza.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania fermentowanego produktu z napoju z roślin strączkowych, takich jak groch, fasola, bób, ciecierzyca lub ich mieszanek, z żywymi i wegańskimi kulturami bakterii. Fermentowany produkt uzyskany sposobem według wynalazku zawiera odpowiednio zbilansowane wartości odżywcze, a jednocześnie charakteryzuje się prostym składem, niskim stopniem przetworzenia oraz wysokim stopniem bezpieczeństwa mikrobiologicznego. Produkt ten ma neutralny smak z niemal niewyczuwalnym posmakiem i zapachem typowym dla roślin strączkowych oraz charakteryzuje się minimalną ilością substancji trudno strawnych, obecnych w roślinach strączkowych. Fermentowany produkt uzyskany według wynalazku stanowi substytut dla tradycyjnego jogurtu z mleka krowiego.

Na świecie, od wielu lat, rozwijane są technologie w zakresie wytwarzania roślinnyc h zamienników dla produktów odzwierzęcych, w tym substytutów mleka, jogurtu czy też sera. Obecnie tzw. bezmleczne jogurty wytwarza się na bazie migdałów, soi, kokosa lub owsa. Produkcja tradycyjnego jogurtu, na bazie mleka krowiego, koziego lub owczego, znana jest powszechnie od wielu lat.

W znanych rozwiązaniach, jogurt produkuje się na bazie mleka zwierzęcego, w szczególności krowiego, ewentualnie koziego lub owczego. W przypadku produktów bezmlecznych, proces produkcji „jogurtu roślinnego” opiera się na fermentacji produktu otrzymywanego poprzez rozpuszczenie izolatów lub koncentratów białek roślinnych w wodzie, dodanie innych składników takich jak tłuszcze i ustabilizowaniu jego struktury zagęstnikami lub stabilizatorami. Tego typu produkty, pod względem smaku, wyglądu i walorów odżywczych, można porównać do mleka w proszku rozpuszczonego w wodzie, versus naturalne mleko od krowy. Dodatkowo znane produkty mają o wiele wyższy ślad węglowy, gdyż powstają w procesach wysoko energochłonnych.

Z polskiego opisu patentowego nr PAT.227603 znany jest sposób wytwarzania probiotycznego jogurtu, w znany sposób, z wykorzystaniem mieszaniny mleka krowiego i nienormalizowanego mleka owczego.

Z opisu patentowego nr CN107410513 A znany jest jogurt typu roślinnego z liśćmi sezamu i fasolą mung oraz sposób jego otrzymywania. Rozwiązanie wykorzystuje mleko sojowe oraz wywar z liści sezamu, który niweluje posmak soi.

Znany jest także z opisu patentowego nr CN113749215A jogurt roślinny i metoda jego otrzymywania. „Jogurt” otrzymywany jest z mączki z fasoli, proszku kokosowego, cukru, polisacharydu sojowego, izomaltulozy, wody oraz bakterii kwasu mlekowego, a także innych dodatków smakowych. Mączka fasolowa, lub kokosowa, stanowią bazę i źródło białka, a także służą „zamaskowaniu” nieprzyjemnego posmaku fasoli i soi.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania fermentowanego produktu na bazie napoju z roślin strączkowych, takich jak groch, fasola, bób, ciecierzyca lub ich mieszanek, z żywymi i wegańskimi kulturami bakterii, zawierającego odpowiednio zbilansowane wartości odżywcze, a jednocześnie charakteryzującego się prostym składem, niskim stopniem przetworzenia oraz wysokim stopniem bezpieczeństwa mikrobiologicznego, pozbawionego lub o znacząco obniżonym poziomie trudno strawnych substancji oraz nieprzyjemnych walorów zapachowo-smakowych (posmak roślin strączkowych). Dodatkowo, celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania zapewniającego neutralny wpływ na środowisko o niskim śladzie węglowym w porównaniu z produktami odzwierzęcymi.

Sposób wytwarzania fermentowanego produktu na bazie napoju z roślin strączkowych z żywymi i wegańskimi kulturami bakterii, według wynalazku, polega na prowadzeniu kolejno następujących operacji technologicznych:

A. fizycznie oczyszcza się nasiona roślin strączkowych i przepłukuje świeżą zimną wodą pitną, minimalizując zanieczyszczenia fizyczne i mikroorganiczne surowca;

B. namacza się nasiona roślin strączkowych wodą o temperaturze 15-80 st. C, w proporcji wagowej od 1:1 do 4:1 wody do nasion przez okres 0,5 do 4 godzin, w celu podniesienia efektywności procesu ekstrakcji;

C. równolegle do namaczania przeprowadza się pierwszą ekstrakcję namoczonych nasion z mieszaniem w celu wypłukania niepożądanych substancji smakowych i trudnostrawnych;

D. po zakończeniu pierwszej ekstrakcji odlewa się odciek;

E. powtarza się etap ekstrakcji 1-5 razy, przez okres 1 do 20 godzin, zalewając nasiona roślin strączkowych świeżą wodą o temperaturze 15-80 st. C, w proporcji wagowej wody do nasion od 1:1 do 4:1. W trakcie ekstrakcji nasiona roślin strączkowych miesza się. Po każdej ekstrakcji zlewa się odciek. Z odcieków z ekstrakcji odseparowuje się suchą substancję, a oczyszczoną wodę zawraca się do procesu;

F. alternatywnie do kroków wskazanych w punkcie C, D i E, po namoczeniu nasion roślin strączkowych, dozuje się namoczone nasiona do ekstraktora ciągłego, w którym przeprowadza się ekstrakcję ciągłą w wodzie o temperaturze 15-50 st. C przez okres 15 minut do 5 godzin. Odciek w strumieniu ciągłym gromadzi się poza układem i można go ponownie wykorzystać separując suchą substancję i zawracając oczyszczoną wodę do procesu;

G. po zakończeniu etapu ekstrakcji nasiona roślin strączkowych rozdrabnia się fizycznie na cząstki wielkości 0,1 mm do 6 mm, uzyskując pulpę; następnie przeprowadza się biokonwersję zalewając pulpę wodą w proporcji wagowej wody do s.s. pulpy od 1:1 do 6:1 oraz dodając enzym alfa amylazy w ilości 0,001 do 4 dm³ na 1000 kg s.s. suchych nasion, a całość miesza się i podgrzewa do temperatury 70 do 105 st. C i utrzymuje przez okres od 0,5 do 4 godzin, po czym przeprowadza się drugą biokonwersję korygując pH (6,0-8,0) i dodając enzym maltogenny (alfa-amylaza maltogenna) w ilości 0,001 do 10 dm³ na 1000 kg s.s. suchych nasion, prowadzi się hydrolizę mieszając przez okres od 0,5 do 16 godzin w temperaturze 70 do 105 st. C;

H. rozdziela się stałe cząstki pulpy od płynnych, na przegrodach filtracyjnych lub w procesie separacji lub dekantyzacji;

I. po oddzieleniu stałych cząstek od surowego napoju z roślin strączkowych i oznaczeniu stężenia ss, standaryzuje się napój wodą do poziomu 12-17 Brixów. Do uzyskanego napoju z roślin strączkowych dodaje się tłuszcz roślinny do poziomu całkowitego 2-7%, ewentualnie dodaje się stabilizatory w ilości 0-3%;

J. produkt poddaje się mieszaniu, homogenizacji w temperaturze 50 do 70 stopni Celsju- sza i pasteryzuje się do temperatury 95 stopni Celsjusza, a następnie chłodzi się do temperatury inkubacji wegańskich szczepów bakterii tj. 30 do 50 stopni Celsjusza;

K. następnie zaszczepia się napój roślinny pojedynczymi szczepami lub różnymi mieszan- kami szczepów z rodzin:

a. Lactobacillus np. L. acidophilus L. bulgaricus, L. rhamnosus, L. Paracasei, L. Delbrueckii subsp. Bulgaricus, L. Delbrueckii subsp. Lactis; L. acidophilus lub

b. Bifidobactrium lactis, Bifidobacterium animalis subsp. Lactis, Bifidobacterium species lub

c. Streptococcus np. S. thermophilus lub

d. Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii i termostatuje się w temperaturze 30-50 stopni Celsjusza w czasie od 2 do 5 godzin i prowadzi się fermentację do pH 4,2-4,5;

L. następnie chłodzi się produkt w celu zatrzymania dalszej fermentacji, opcjonalnie prze- prowadza się dojrzewanie produktu w temperaturze pokojowej w czasie od 0,5 do 2 godzin w celu dalszego pozbycia się charakterystycznego strączkowego posmaku, ewentualnie dodaje się wsad owocowy z kawałkami owoców lub inne składniki smakowe, całość miesza się oraz pakuje do opakowań jednostkowych, a gotowy produkt schładza się do poziomu poniżej 4 stopni Celsjusza.

Przykład wykonania kg połówek obłuszczonych nasion grochu przepłukuje się wodą w zimnym strumieniu przez 2 minuty, wodę wylewa się, a następnie zalewa się nasiona świeżą wodą w ilości 4 litrów w temperaturze 15 stopni Celsjusza i prowadzi najpierw namaczanie, a następnie ekstrakcję z jednoczesnym mieszaniem tak, że oba procesy przeprowadza się w czasie 2 godzin. Po tym czasie zlewa się odciek, a namoczone nasiona powtórnie zalewa się świeżą wodą w ilości 4 litrów, o temperaturze 40 stopni Celsjusza i w czasie 2 godzin prowadzi się kolejną ekstrakcję z mieszaniem. Czynność ekstrakcji powtarza się czterokrotnie. W trakcie ekstrakcji odcieki wody łączy się i dalej wykorzystuje, zawracając wodę do procesu po separacji suchej substancji. Namoczone i wyekstrahowane nasiona następnie rozdrabnia się do wielkości cząstek 4 mm, zalewa wodą w ilości 5 litrów z enzymem amylolitycznym Liquozyme Supra Novozymes w ilości 0,004 dm³ i przeprowadza się biokonwersję z mieszaniem w temperaturze 70 stopni Celsjusza. Biokonwersję prowadzi się przez okres 2 godzin, następnie koryguje się pH do 6,5 oznacza się stężenie za pomocą Bx i rozcieńcza wodą do 12 Bx, sprawdza za pomocą testu jodowego stopień rozłożenia skrobi i dodaje kolejny enzym Maltogenase Novozymes w ilości 0,004 dm³i przeprowadza dalszą biokonwersję z mieszaniem w czasie 8 godzin, w temperaturze 85 stopni Celsjusza. Po zakończeniu tego etapu oznacza się ilość cukrów redukujących, pH, oraz stężenie w Brixach. Następnie rozdziela się na wirówce stałe cząstki biomasy od płynu, uzyskując 4 litrów surowego napoju roślinnego, który standaryzuje się dodając wodę do poziomu 14 Bx. Do napoju roślinnego dodaje się tłuszcz kokosowy w ilości 2% i 1% stabilizatora - błonnika i pektyn - i przeprowadza się homogenizację z mieszaniem w temperaturze 60 stopni Celsjusza. Podgrzewa się napój roślinny do temperatury 95 stopni Celsjusza przez 5 minut, a po schłodzeniu do temperatury inkubacji bakterii tj. 43 stopni Celsjusza, dodaje się bakterie fermentacji mlekowej Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus Streptococcus thermophilus 5 U na 1 kg napoju roślinnego. Następnie prowadzi się proces fermentacji w temperaturze 43 stopnie przez okres 4 godzin, bada się pH i po uzyskaniu pH 4,4 miesza się skrzep w celu ujednolicenia masy. Zatrzymuje się proces fermentacji i prowadzi się dojrzewanie smaku chłodząc produkt do temperatury pokojowej przez okres 2 godzin. W następnym kroku pakuje się produkt do opakowań jednostkowych i schładza do temperatury poniżej 4 stopni Celsjusza. Uzyskany w ten sposób fermentowany produkt na bazie napoju z roślin strączkowych w ilości 4000 ml charakteryzuje się łagodnym smakiem, bez wyczuwalnego posmaku roślin strączkowych lub z minimalną nutą tego smaku, lekką naturalną słodyczą i kwaskowatością.

Claims

1. Sposób wytwarzania fermentowanego produktu na bazie napoju z roślin strączkowych z żywymi i wegańskimi kulturami bakterii, znamienny tym, że kolejno wykonuje się czynności: - fizycznie oczyszcza się nasiona roślin strączkowych i przepłukuje świeżą zimną wodą pitną, minimalizując zanieczyszczenia fizyczne i mikroorganiczne surowca;

- namacza się nasiona roślin strączkowych wodą o temperaturze 15-80 st. C, w proporcji wagowej od 1:1 do 4:1 wody do nasion przez okres 0,5 do 4 godzin i przeprowadza się pierwszą ekstrakcję z mieszaniem namoczonych nasion;

- po zakończeniu pierwszej ekstrakcji odlewa się odciek;

- powtarza się ekstrakcję nasion z mieszaniem od 1 do 5 razy, przez okres 1 do 20 godzin, zalewając nasiona roślin strączkowych świeżą wodą o temperaturze 15-80 st. C, w proporcji wagowej wody do nasion od 1:1 do 4:1;

- po zakończeniu etapu ekstrakcji nasiona roślin strączkowych rozdrabnia się fizycznie na cząstki wielkości 0,1 mm do 6 mm, uzyskując pulpę;

- przeprowadza się biokonwersję zalewając pulpę wodą w proporcji wagowej wody do s.s. pulpy od 1:1 do 6:1 oraz dodając enzym alfa amylazy w ilości 0,001 do 4 dm³ na 1000 kg s.s. suchych nasion, a całość miesza się i podgrzewa do temperatury 70 do 105 st. C i utrzymuje przez okres od 0,5 do 4 godzin, po czym przeprowadza się drugą biokonwersję korygując pH (6,0-8,0) i dodając enzym maltogenny (alfa-amylaza maltogenna) w ilości 0,001 do 10 dm³ na 1000 kg s.s. suchych nasion, prowadzi się hydrolizę mieszając przez okres od 0,5 do 16 godzin w temperaturze 70 do 105 st. C;

- rozdziela się stałe cząstki pulpy od płynnych, na przegrodach filtracyjnych lub w procesie separacji lub dekantyzacji;

- po oddzieleniu stałych cząstek od surowego napoju z roślin strączkowych i oznaczeniu stężenia ss, standaryzuje się napój wodą do poziomu 12-17 Brixów, dodaje się tłuszcz roślinny do poziomu całkowitego 2-7%, ewentualnie dodaje się stabilizatory;

- następnie produkt poddaje się mieszaniu, homogenizacji w temperaturze 50 do 70 stopni Celsjusza i pasteryzuje się do temperatury 95 stopni Celsjusza, chłodzi się do temperatury inkubacji żywych wegańskich szczepów bakterii i zaszczepia się produkt pojedynczymi szczepami lub różnymi mieszankami szczepów żywych bakterii wegańskich;

- termostatuje się produkt w temperaturze 30-50 stopni Celsjusza w czasie od 2 do 5 godzin i prowadzi się fermentację do pH 4,2-4,5, po czym chłodzi się w celu zatrzymania dalszej fermentacji, ewentualnie dodaje się dodatki smakowe, całość miesza się oraz pakuje do opakowań jednostkowych i schładza się do poziomu poniżej 4 stopni Celsjusza.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nasionami roślin strączkowych są nasiona grochu lub fasoli lub bobu lub ciecierzycy lub ich mieszanki.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie każdej ekstrakcji nasiona miesza się, wypłukując niepożądane substancje smakowe i substancje trudno strawne.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po każdej ekstrakcji zlewa się odciek, z którego odseparowuje się suchą substancję, a oczyszczoną wodę zawraca się do procesu ekstrakcji.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekstrakcję nasion przeprowadza się w ekstraktorze ciągłym w którym strumień wody ma temperaturę 15-50 st. C, ekstrakcję prowadzi się przez okres 15 minut do 5 godzin, a odciek w strumieniu ciągłym gromadzi się poza układem w celu ponownego wykorzystania uprzednio oczyszczonej wody.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że żywymi wegańskimi szczepami bakterii są szczepy z rodziny Lactobacillus, takie jak L. acidophilus L. bulgaricus, L. rhamnosus, L. Paracasei, L. Delbrueckii subsp. Bulgaricus, L. Delbrueckii subsp. Lactis, L. acidophilus lub Bifidobactrium lactis, Bifidobacterium animalis subsp. Lactis, Bifidobacterium species lub Streptococcus, takie jak S. thermophilus lub Propionibacterium freudenreichii subsp. Shermanii.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkami smakowymi są cząstki owoców lub koncentrat soku owocowego.