средство для улучшения переносимости молока и молочных продуктов

Формула изобретения

Применение сладких веществ и продуктов, их содержащих, в качестве средства для улучшения переносимости молока и молочных продуктов.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молока и молочных продуктов, предназначенных для питания взрослых и пожилых людей, которые из-за частичной или полной непереносимости лактозы не могут питаться коровьим молоком.

Углеводы в молоке содержатся в виде молочного сахара (лактозы) в количестве примерно 4,7%. Дисахарид лактоза расщепляется ферментом лактазой на моносахариды: глюкозу и галактозу, которые и усваиваются организмом.

Однако у определенного количества людей, как правило, взрослых и пожилых, фермент лактаза отсутствует либо проявляет недостаточную активность. У жителей некоторых стран (Мексика, Вьетнам, Уганда, Кипр) утрата лантазной активности отмечается у подавляющего числа людей, причем в довольно раннем периоде жизни. В Таиланде 98% населения не усваивают молочный сахар.

При недостаточности фермента лактазы гидролиз молочного сахара нарушается, что приводит к непереносимости молока. Непереносимость обусловлена тем, что лактоза не всасывается и в таком случае ее начинают использовать кишечные бактерии. В результате этого образуются молочная, уксусная и другие органические кислоты, а также газы. Эти побочные продукты раздражают слизистую кишечника и задерживают всасывание воды, что и является причиной возникновения диареи или кишечной диспепсии. При старении организма, как правило, непереносимость молока, как и ряда других продуктов, возрастает, так как с возрастом снижается активность ферментов.

В настоящее время для обеспечения лучшей переносимости молока известно применение молока с полностью удаленной лактозой (так называемое безлактозное молоко) (авторские свидетельства СССР №648190, кл. А 23 С 9/10, 1979 г. и №1255091, кл. А 23 С 9/00, 1986 г.). Недостатком такого молока является, во-первых, необходимость введения дополнительных стадий технологического процесса приготовления молока, что удорожает продукцию; во-вторых, полное удаление молочного сахара приводит к получению неполноценного молока, поскольку уникальность его определяется именно присутствием лактозы, нигде более не встречающейся; в-третьих, усвоение организмом кальция из молока, как установлено исследованиями, наиболее эффективно осуществляется непосредственно в момент расщепления лактозы на глюкозу и галактозу (журнал "Химия и жизнь", №10, 1986 г., с.97). Поэтому удаление лактозы делает молоко менее эффективным для профилактики костных заболеваний, связанных с недостатком в организме кальция.

Образующаяся также при расщеплении лактозы галактоза имеет большое значение в питании головного мозга, благотворно влияет на развитие нервных тканей, но, главное, участвует в синтезе веществ, которые обуславливают вязкость межсуставной жидкости (Н.П.Могильный, Л.А.Трушкина. "Все о молоке", изд-во "Экономика", М., 1989 г.). Поэтому безлактозное молоко менее эффективно также для профилактики суставных заболеваний человека.

Известно низколактозное молоко, выпускаемое, в частности, Санкт-Петербургским молочным заводом "Пискаревский" (ТУ №9222-018-05300008-99). В нем часть лактозы, а именно 2,8% из 4,7%, заранее расщеплена на глюкозу и галактозу. Остальная часть лактозы в количестве 1,9% остается нерасщепленной. Переносимость такого молока хорошая, однако недостатком его являются также дополнительные технологические стадии, связанные с расщеплением части лактозы. Кроме того, поскольку количество нерасщепленной лактозы уменьшено, снижена также эффективность такого молока как продукта для профилактики костных заболеваний, связанных с недостатком в организме кальция (В силу того, как было указано выше, что именно расщепление лактозы в кишечнике способствует всасыванию кальция). А чем меньше лактозы, тем быстрее она расщепится и тем меньше времени останется для всасывания кальция.

Известны рекомендации некоторых диетологов для людей, которые не переносят молоко, заключающиеся в постепенном приеме молока сначала очень малыми порциями, со временем увеличивая ее до требуемой нормы. Недостатком такого метода является строгая необходимость в регулярном употреблении молока без длительных перерывов, которые приводят к необходимости все начинать сначала. А на стадии привыкания все те полезные свойства молока, о которых говорилось выше, остаются нереализованными.

Известно применение непосредственно самого фермента, расщепляющего молочный сахар, а именно лактазы (-галактозидазы) для повышения переносимости молока. Фермент добавляют в молоко до его употребления. Здесь расщепление лактозы происходит уже непосредственно в организме, что способствует эффективному усвоению кальция. Недостатком этого средства является сложная технология синтеза и извлечения фермента -галактозидазы и связанная с этим его дороговизна.

В основу настоящего изобретения была поставлена задача найти средство для улучшения переносимости молока и молочных продуктов таким образом, чтобы оно было легкодоступным, недорогим и позволяло обойтись без удаления или уменьшения количества содержащейся в молоке лактозы.

Поставленная задача достигается тем, что для улучшения переносимости молока и молочных продуктов в них добавляют растворимые сладкие вещества и продукты, их содержащие.

Все сладкие вещества, используемые для достижения поставленной задачи, широко применяются в кондитерской и пищевой промышленности, в кулинарии. Это, например, сахар, мед, глюкоза, фруктоза, молочный сахар (лактоза), сахарин, сорбит, ксилит и другие сахарозаменители и подсластители. В качестве продуктов, содержащих сладкие вещества, могут быть использованы сиропы, джемы, варенья, сухое молоко, фруктовые сахара, различные "сластины", "сладексы" и другие. Все указанные вещества являются легко доступными и недорогими.

Добавление сладкого вещества в молоко и молочные продукты может быть произведено либо задолго до их применения (на молокопроизводящих предприятиях перед их расфасовкой и упаковкой), либо непосредственно перед употреблением. Возможно добавление различных комбинаций сладких веществ и продуктов.

Молочный сахар (лактоза) отличается своей низкой сладостью по сравнению с другими сладкими веществами. Она в 6-7 раз менее сладкая по сравнению, например, с сахаром-рафинадом, сладость которого принята за единицу. Поэтому зачастую сладости лактозы недостаточно для преодоления порога чувствительности рецепторов вкуса сладкого и приведения в действие механизма выделения ферментов (Сигнал от рецепторов поступает в кору головного мозга и уже оттуда подается команда на выработку соответствующего фермента). Ведь, как известно, на непереносимость сахарозы, присутствующей в соках, сладких напитках, компотах, чае и прочем, никто не жалуется именно в силу легкого преодоления этим сахаром, отличающимся высокой сладостью, порога чувствительности рецепторов вкуса сладкого.

Поэтому добавление в молоко небольшого количества растворимого сладкого вещества, например того же сахара-рафинада, помогает преодолеть указанный порог чувствительности рецепторов. В результате возросшей сладости даже малочувствительные рецепторы улавливают присутствие сладких веществ, что способствует началу активной выработки ферментов, расщепляющих различные дисахариды, в том числе и лактозу, в результате чего молоко становится переносимым.

Данное утверждение основано на том, что для пищеварительных ферментов характерна низкая субстратная специфичность. Иначе говоря, они "всеядны" (Г.В.Лавренева. "Лечение молоком", изд-во "Диалог", С-Пб, 1999 г.). Это означает, что лактоза (молочный сахар) может быть расщеплена на простые сахара - глюкозу и галактозу не только ферментом лактазой (-галактозидазой), но и ферментом, который расщепляет, например, сахарозу (сахар-рафинад), а именно -глюкозидазой.

В качества иллюстрации на прилагаемой фигуре представлена упрощенная схема механизма расщепления лактозы при добавлении в молоко в качестве сладкого вещества сахара-рафинада (сахарозы).

Сахароза представляет собой дисахарид, построенный из остатков D-глюкозы и D-фруктозы, а лактоза - дисахарид, построенный из остатков D-глюкозы и D-галактозы. Поскольку сахароза является одновременно -фруктофуранозидом и -глюкопиранозидом, то ее можно расщепить двумя типами инвертаз. К первому типу относятся инвертазы, являющиеся -фруктофуранозидазами, которые атакуют молекулу сахарозы со стороны остатка фруктозы. Для действия этих ферментов важно наличие неизменного остатка фруктозы и -фруктозидной связи, природа же афруктона не имеет существенного значения. В связи с этим инвертазы этого типа могут, помимо сахарозы, расщеплять и другие -фруктофуранозиды.

Ко второму типу инвертаз относятся ферменты, являющиеся -глюкозидазами. Они атакуют молекулу сахарозы со стороны остатка глюкозы. Для их действия важно наличие неизменного остатка глюкозы и -глюкозидной связи, природа же аглюкона не имеет существенной роли. В связи с этим ферменты этого типа, помимо сахарозы, расщепляют также другие -глюкозиды (Краткая химическая энциклопедия, госуд. научное изд-во "Советская энциклопедия" М., 1963 г., том 2, с.226, 227, 910).

На основании вышеизложенного молочный сахар (лактозу) также можно расщепить как со стороны остатка глюкозы, так и со стороны остатка галактозы. В случае отсутствия или недостаточной выработки фермента лактазы (-галактозидазы) расщепления со стороны галактозы нет. Однако остается возможность расщепления лактозы со стороны остатка глюкозы. Что и происходит при добавлении в молоко сахарозы, поскольку лактоза является -глюкозидом и может быть расщеплена -глюкозидазой со стороны остатка глюкозы. Таким образом, ферменты, расщепляющие сахарозу, расщепляют и лактозу.

В общем же случае, на любой сигнал рецепторов вкуса сладкого о поступлении в организм каких-либо сладких веществ выделяется целый "букет" ферментов, которые в силу своего многообразия и указанной выше неспецифичности расщепляют любые сложные сахара, включая лактозу.

Поскольку порог чувствительности рецепторов вкуса у каждого человека разный и зависит от возраста, то и количество добавляемого сладкого вещества может быть различным.

Так, у ребенка, в силу повышенной остроты ощущений, порог чувствительности рецепторов, как правило, очень низкий и он легко переносит молоко без добавления сладких веществ. Уровня сладости находящейся в молоке лактозы достаточно для начала выработки ферментов. Те очень редкие случаи, когда ребенок не может усваивать молоко, как раз и могут быть связаны с нарушениями в области рецепторного восприятия.

У взрослых же и тем более пожилых людей в результате снижения остроты ощущений порог чувствительности рецепторов повышен и для его преодоления в молоко требуется добавление сладкого вещества.

Следует отметить, что упомянутое в разделе "Уровень техники" низколактозное молоко хорошо переносится именно потому, что в результате частичного расщепления лактозы на глюкозу и галактозу оно стало слаще (Сладость глюкозы выше сладости лактозы примерно в 3-4 раза). В результате был преодолен порог чувствительности рецепторов вкуса сладкого и оставшаяся лактоза (в количестве 1,8%) легко расщепилась уже самим организмом.

Как показали практические результаты, добавление сладкого вещества (сахара-рафинада) в количествах от 1 до 5% по весу (т.е. от 10 до 50 г сахара на 1 литр молока) обеспечивает хорошую переносимость молока у подавляющего числа взрослых людей, ранее молоко не переносивших. Количество добавляемых других сладких веществ в весовом отношении берется большим или меньшим в зависимости от их уровня сладости по отношению к сахарозе. Добавление сладких веществ в количествах менее 1% (в пересчете на сахар-рафинад) хоть и приводит к улучшению переносимости молока, но оно незначительное. Добавление же сладких веществ в количествах более 5% обеспечивает высокую степень переносимости молока практически всеми испытуемыми, однако такая концентрация оказывает влияние на вкусовые показатели молока (оно становится ощутимо слаще).

Испытаниям подвергали две возрастные группы людей: 20-30 лет и 55-65 лет, очень плохо переносившие молоко (т.е. у которых обычно прием даже 200-250 г молока вызывал расстройство кишечника и диарею). Им предлагали натуральное молоко с обычным содержанием лактозы (4,7%), в которое добавляли в отдельности сахар-рафинад, мед, саму лактозу (в виде сухого молока) и "Сладекс" (аспартам) в количествах, составляющих 1; 2 и 5% сладкого вещества в пересчете на сахар-рафинад. Количество принимаемого молока составляло от 0,5 до 0,7 литра за один-два приема. Переносимость молока определяли по наличию или отсутствию признаков диареи или других диспепсических явлений. Результаты представлены в таблице.

Влияние добавления сладкого вещества на переносимость молока.
Варианты испытания		Переносимость молока, в % от числа испытуемых
Вид сладкого вещества	Возрастная группа	1% сладкого вещества	2% сладкого вещества	5% сладкого вещества
Сахар-рафинад	20-30 лет	60	-	96
	55-65 лет	48	60	80
Мед	20-30 лет	-	84	94
	55-65 лет	46	66	82
Лактоза (в виде сухого молока)	20-30 лет	64	78	-
	55-65 лет	44	62	-
"Сладекс (аспартам)	20-30 лет	-	70	-
	55-65 лет	-	58	-

Как видно из представленных результатов, при добавлении в молоко сладких веществ различной природы у большинства испытуемых наблюдается улучшение переносимости молока, т.е. при употреблении такого молока у них не было замочено ни тяжести, ни болей в животе, ни расстройства кишечника, ни прочих симптомов диареи или кишечной диспепсии. Отдельных испытуемых при приеме такого молока даже крепило. Максимальный процент переносимости молока при добавлении сладкого вещества в количестве 5% наблюдается в возрастной группе 20-30 лет и составляет 96%. Лишь у 4% испытуемых добавление сладкого вещества даже в количестве 5% (в пересчете на сахар-рафинад) не дало положительного результата. Это можно объяснить либо чрезмерно низкой чувствительностью рецепторов вкуса сладкого, либо молочной аллергией, поскольку как при отсутствии фермента лактазы, так и в случае аллергии к молоку в слизистой тонкого кишечника происходят одинаковые нарушения.

Хорошая переносимость молока означает полное расщепление лактозы на глюкозу и галактозу. А поскольку расщепление лактозы способствует лучшему усвоению кальция, а наличие галактозы - регенерации межсуставной жидкости, поэтому переносимость молока и молочных продуктов обеспечивает их лечебные и лечебно-профилактические свойства против костных и суставных заболеваний, связанных с недостатком в организме кальция и галактозы.

В этой связи очень полезными являются различные виды молочной продукции с повышенным содержанием сахара, в том числе обычные сгущенное молоко и мороженое. Будучи достаточно сладкими продуктами они хорошо переносятся организмом и поэтому могут служить хорошим средством для лечения и профилактики костных и суставных заболеваний человека.

Таким образом, применение сладких веществ и продуктов, их содержащих, в виде растворимой добавки к молоку и молочным продуктам в количествах, позволяющих превысить порог чувствительности рецепторов вкуса сладкого, позволяет значительно улучшить их переносимость. Сохранение при этом содержания лактозы в молоке на обычном уровне обеспечивает лечебные и лечебно-профилактические свойства молока и молочных продуктов против костных и суставных заболеваний.

Применяемые сладкие вещества легко доступны, широко распространены и не приводят к удорожанию продукции. А использование их в сравнительно небольших количествах не изменяет существенно привычного вкуса молока и продуктов на его основе.

Пример рецептуры приготовления молока с добавлением сладких веществ (Добавление 2% сахара-рафинада).

Нормализованное молоко:
Состав на 100 г.:
Лактоза	4,7 г
Жиры	3 5 г
Белки	2,8 г	+ 2,0% сахара-рафинада
Минер. соли	1,0 г
Вода	88,0 г
100,0 г

Для добавления 2% сахара-рафинада на 1000 кг нормализованного молока берут 20 кг сахара.

Состав полученного молока:
Лактоза	4,60 г
Сахароза	1,96 г
Жиры	3,43 г
Белки	2,74 г
Минер. соли	0,98 г
Вода	86,29 г
100,00 г