ANALYSIS OF PATENT INFORMATION IN THE FIELD OF ICE CREAM PRODUCTION WITH IMPROVED CONSUMER CHARACTERISTICS
ANALYSIS OF PATENT INFORMATION IN THE FIELD OF ICE CREAM PRODUCTION WITH IMPROVED CONSUMER CHARACTERISTICS
Abstract
The work analyses patent information on the formulations and production technologies for fermented milk ice cream. It aims to systematise and analyse patent solutions in the field of fermented milk ice cream production. Using methods of information analysis and synthesis-based examination of publicly available patent sources, four main areas for improving fermented milk ice cream technologies were identified — optimising the use of starter cultures for the fermentation of milk raw materials; enriching recipes with oligosaccharides possessing probiotic properties; introducing plant-based components into the recipe that serve as sources of functional food ingredients and perform structure-forming functions; and replacing sugars with natural sweeteners (stevioside, allulose), thereby allowing the product to be used in the diets of people with metabolic disorders. The analysed patents have been found to correspond to technology readiness level TRL7. Scientific research in this area will contribute to expanding the range of lactic acid ice cream, both by improving its organoleptic properties and by imparting dietary and preventive properties to it, as well as increasing the production volumes of this product and boosting its popularity among the general public.
1. Введение
Молочную продукцию можно считать функциональным продуктом уже в виде простого молока. Это обеспечивается комплексом нутриентов, состав которых наиболее приближен к идеальному балансу для организма человека
. В настоящее время существует множество технологий переработки молока, позволяющих получать продукты с различными потребительскими свойствами. Одним из наиболее популярных методов его переработки является микробиологический (сквашивание), основанный на использовании заквасочных культур, конечным продуктом которого выступают кисломолочные продукты, содержащие пробиотики, пребиотики и метабиотики . Популярным молочным продуктом является мороженное, которое может выступать не только как десерт, но и как источник функциональных пищевых ингредиентов. В качестве такого функционального продукта может выступать кисломолочное мороженное, как продукт, обладающий синбиотической активностью.Объём производства молока и молочной продукции в Российской Федерации показывает стабильный устойчивый рост — в 2025 г. он увеличился на 3,8% по сравнению с 2024 г
. В структуре внутреннего производства мороженного в РФ наибольшая доля (58,64%) приходится на пломбир, на кисломолочное мороженное приходится всего 0,24%. Следовательно, имеется высокий потенциал для увеличения объемов производства данного продукта, обладающего улучшенными потребительскими характеристиками. Для решения данной задачи необходим анализ существующего научно-технического потенциала в данной области, который позволит выявить приоритетные направления совершенствования рецептур и технологий производства кисломолочного мороженного.Целью настоящей статьи является систематизация и анализ патентных решений в области производства кисломолочного мороженого с улучшенными потребительскими характеристиками для выявления приоритетных направлений развития технологий данного продукта.
2. Методы и принципы исследования
При выполнении работы были использованы методологические подходы, описанные в
, . Был использован метод информационного анализа и синтез-экспертизы патентной информации, представленной в открытых источниках. Поиск осуществлялся по ключевым словосочетаниям с последующим анализом описаний и формул изобретений. Информационный поиск осуществлялся по следующим ключевым словосочетаниям: «мороженое с функциональными свойствами», «функциональное мороженое», «кисломолочное мороженое», «биомороженое», «год публикации: 01.01.2016-01.08.2026». В результате патентного поиска за последние 10 лет по запросам «мороженое с функциональными свойствами» было найдено 449 источников; «функциональное мороженое» — 573; «кисломолочное мороженое» — 163; «биомороженое» — 1.Из проанализированного массива патентной информации были отобраны 8 публикаций в наибольшей степени отражающие ключевые проблемы технологии кисломолочного мороженного. Основными критериями для отбора являлось полное соответствие ключевым словосочетаниям, т.е. заявители позиционировали свой продукт и как кисломолочный и как обладающий функциональными свойствами. В результате были отобраны 8 патентов, содержание которых подвергалось экспертной оценке
Результатом работы стал открытый информационный ресурс охватывающий вопросы производства кисломолочного мороженого, обладающего заявленными функциональными свойствами.
3. Основные результаты
По результатам патентного поиска были выявлены 4 основные направления развития, связанные с созданием функционального кисломолочного мороженого: подбор заквасок для сквашивания молока, для обеспечения производства кисломолочного мороженого:
1. Подбор стартерных культур для инициализации молочнокислого сбраживания
, , , .2. Выбор ингредиентов, являющихся источниками функциональных пищевых ингредиентов. Авторами предлагается использование растительных ингредиентов как растительного происхождения (цветочная пыльца, фруктовых сиропов, муку семян амаранта, кокосовый урбеч, банановое пюре, водный экстракт кальмара и др.)
, , , .3. Способы активизации молочнокислого брожения за счет введения в рецептуру полисахаридов растительного и животного происхождения (инулин, пектин, лактулоза)
, , .4. Разработка технологии производства кисломолочного продукта для людей с нарушением метаболизма, предусматривающих использование заменителей сахара (джимнемы, стевиозида)
, , .Краткое описание патентов, отражающих данные технологические направления представлено в таблице 1.
Краткое описание патентов на изобретения в сфере производства технологии кисломолочного мороженного за период 2016-2026 год
№ | Наименование разработки | Источник | Патентообладатель | Краткое описание |
1 | Способ производства мороженого функционального назначения | Патент РФ № 2598636 27.09.2016 | ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» | Способ предусматривает приготовление смеси, её пастеризацию и гомогенизацию. В охлажденную смесь вносят цветочную пыльцу (3%), предварительно измельченную до 0,15–0,3 мм и растворенную в части смеси (1:5). Сквашивание проводят лиофилизированным концентратом прямого внесения (Bifidobacterium, Lactobacillus, Streptococcus) при 38±2°С до кислотности 80±5°Т. |
2 | Способ получения низкожирного мороженого с микропартикулятом сывороточных белков | Патент РФ № 2616366 14.04.2017 | ООО «Инновационные пищевые технологии» | Технология включает внесение микропартикулята сывороточных белков (2–4%) и полисахаридов (инулин, пектин и др.) перед пастеризацией. После сквашивания пробиотическими культурами родов Streptococcus и/или Lactobacillus в смесь добавляют олигосахариды-пребиотики (лактулозу, ФОС) в количестве 1–3% для повышения выживаемости микрофлоры. |
3 | Смесь для приготовления мороженого | Патент РФ № 2629284 28.08.2017 | ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) | Смесь содержит молочную основу, подсластитель, альгинат натрия и закваску для йогурта или кефира. Отличительной особенностью является использование в качестве жидкой фазы водного экстракта кальмара (30–80 мас.%), полученного путем бланширования при 80–83°C, что повышает биологическую ценность продукта за счет аминокислот и минералов. |
4 | Способ получения низколактозного кисломолочного мороженого | Патент РФ № 2645238 19.02.2018 | ООО «Инновационные пищевые технологии» | Способ включает гидролиз лактозы ферментом β-галактозидазой в нежирной сгущенной основе с добавлением глюкозо-галактозных или глюкозно-фруктовых сиропов. После пастеризации и гомогенизации смесь сквашивают комплексной пробиотической закваской, что позволяет полностью заменить сахарозу и снизить уровень лактозы до менее 1,0%. |
5 | Способ получения кисломолочного ацидофильного мороженого | Патент РФ № 2710149 24.12.2019 | ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН | В процессе заквашивания одновременно используют стартерные культуры разной активности: L. acidophilus (производственная закваска) и Bifidobacterium (культура прямого внесения). Инулин вносят до пастеризации, а сахарозу в виде сиропа добавляют только после завершения сквашивания и охлаждения основы до 4±2°C. |
6 | Способ производства кисломолочного мороженого с функциональными свойствами | Патент РФ № 2761657 13.12.2021 | ФГБОУ ВО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина» (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА) | Продукт для лиц с риском диабета. В смесь из молока и концентрата сывороточного белка (КСБ-80) вносят инулин, полидекстрозу, экстракт джимнемы (0,16–0,32%) и стевиозид. Сквашивание пробиотической закваской ведут 4–5 ч при 38°С до 70-80°Т, обеспечивая низкую калорийность и высокое содержание пищевых волокон. |
7 | Мороженое кисломолочное йогуртное с растительными компонентами | Патент РФ № 2813785 16.02.2024 | ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ) | Состав включает молоко, сливки, йогуртную закваску с бифидобактериями и растительный комплекс: муку семян амаранта (0,45%), кокосовый урбеч (10,5%) и банановое пюре (2,5%). Растительные добавки вводятся после созревания смеси (созревание — выдержка подготовленной смеси при температуре 4°С в течении не менее 4 часов), обеспечивая стабилизацию структуры и повышая устойчивость продукта к таянию. |
8 | Способ производства кисломолочного мороженого | Патент РФ № 2838077 10.04.2025 | ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный аграрный университет имени В.Н. Полецкова» | В рецептуре используют полную замену сахара аллюлозой и вносят псиллиум (9%) в качестве пребиотика и стабилизатора консистенции. Смесь сквашивают закваской из Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium bifidum и Lactobacillus acidophilus до кислотности 60±5°Т. |
Все рассмотренные патенты соответствуют уровню технологической готовности УТГ7, что основывается на результатах их тестирования в лабораторных условиях, показавших их коммерческую доступность и возможность внедрения в производство
4. Обсуждение
Современные разработки в рамках инноваций в проектировании состава заквасочных культур направлены на создание сложных сообществ микроорганизмов, которые будут способны перенести замораживание. В рамках таких работ рассматриваются: составление многокомпонентных консорциума
. Также предлагается использовать закваски для йогурта и кефира . Также рассматривается составление таких смесей микроорганизмов, которые будут синхронизированы в своем развитии и активности, была предложена технология одновременного использования культур различной степени активности: Lactobacillus acidophilus в виде производственной закваски и Bifidobacterium longum и bifidum в виде закваски прямого внесения ; такой состав смеси позволяет бифидобактериями развиваться равномерно и постепенно, что возможно благодаря продуктам жизнедеятельности ацидофильной палочки, поскольку они исключают шоковое воздействие от кислой среды .Важнейшим трендом, который можно выявить в изученных патентах — это использование различных функциональных наполнителей. Данный тренд направляется на обогащение кисломолочного мороженого различными нутриентами, которые придают продукту профилактические свойства и способствует улучшению структуру кисломолочного мороженого. В данном тренде можно выделить несколько направлений: использование растительной продукции и растительных суперфудов — мука из семян амаранта
, урбеч из мякоти кокоса , банановое пюре , использование японского чая матча , порошков сублимированных ягод (ежевика, клубника, малина) , использование голубой спирулины , а также куркумы (которая предназначается в патентной документации для обеспечения заданных антиоксидантными свойствами) ; продукты переработки гидробионтов (в частности водный экстракт кальмара, который включает свой состав незаменимые аминокислоты и минералы) ; цветочную пыльцу — предназначенную для обогащения продукта белком .Было предложено использовать олиго- и полисахариды. Это предложено для обеспечения решения задач: выживание заквасочных культур; коррекция физико-химических свойств смеси. Одним из важнейших показателей для кисломолочного продукта является пробиотическая активность, которая возможна при нахождении микроорганизмов участвующих в процессе сквашивании, собственно, пробиотическая активность определяется жизнеспособностью микроорганизмов, для достижения повышения жизнеспособности при замораживании предложено использовать пребиотики: инулин
и лактулоза ; а также псиллиума и полидекстрозы , . В изученной документации также упоминается влияние некоторых из упомянутых веществ на улучшение структурных свойств .Следующим основным направлением стало создание таких рецептур, которые будут направлены на потребителей с нарушением метаболизма таких как диабет, ожирение, лактазная недостаточность. Так, для людей с диабетом предлагаются рецептуры с заменителями сахарозы: аллюлоза, стевиозид, глюкозно-галактозный и глюкозно-фруктозный сиропы
, , . Экстракт джимнемы, был предложен в качестве специализированный добавки позволяющий снизить всасывании глюкозы в кишечники, что может оказать терапевтическое влияние как на людей с сахарным диабетом, так и на граждан, страдающих ожирением . Для предотвращения последствий лактазной недостаточности предложено использовать добавление фермента β-галактозидазой, для осуществления предварительного ферментативного гидролиза лактозы .Опираясь на изученный материал статей написанных на территории России
, , и статей опубликованных иностранными коллегами , , , , можно говорить о том, что представленные патенты соответствуют международным трендам в области составления технологии кисломолочного мороженого с функциональными свойствами, могут быть интересны для потребителей не только в РФ, но и заграницей.5. Заключение
На основании проведенного анализа источников патентной информации было установлено, что кисломолочное мороженое имеет высокий потенциал как функциональный продукт питания и имеет большую гибкость не только в возможности внесения в него различных функциональных пищевых ингредиентов, таких как пищевые волокна, но и возможность составления различных микробных заквасок для моделирования как потребительских свойств кисломолочного мороженого, так и влиять на функциональность продукта в зависимости от использованных культур. Это является актуальным новшеством, поскольку, рынок молочной продукции и мороженого испытываю рост, при этом актуальность дополняется функциональными свойствами кисломолочного мороженого, поскольку обеспечения населения функциональными продуктами питания является одним из важнейших трендов современности. В качестве одного из наиболее перспективных направлений стоит считать улучшение потребительских свойств кисломолочного мороженого по средствам сочетания кисломолочного сквашивания и введение в рецептуру растительных добавок, что позволяет повысить его функциональный потенциал за счет увеличения количества функциональных пищевых ингредиентов и выживаемости пробиотической микрофлоры.
Практической значимостью данной работы является обеспечения анализа патентной информации зарегистрированной на территории РФ в области кисломолочного мороженого с функциональными свойствами, для выделения основных направлений патентных трендов в России и их сравнения с научными трендами в рамках составления рецептуры и применения различных микроорганизмов и растительных добавок в рамках рецептуры кисломолочного мороженого.
Задачей для дальнейшего исследований и проектирования рецептур можно назвать несколько следующих направлений: подбор различных сахарозаменителей для обеспечения получения продукции для диабетического питания, подбор пробиотиков для обеспечения стабильных функциональных свойств для кисломолочного мороженого, составление систем симбиотиков в рамках подготовки рецептуры кисломолочного мороженого.
С экономической точки зрения можно сказать, что рынок кисломолочного мороженого на данный момент времени развит недостаточно, и научные изыскания, результаты которых представлены в виде патентов могут являться драйверами для развития технологий товарной группы кисломолочного мороженного.
Статья подготовлена в рамках выполнения НИР по Государственному заданию Минсельхоза России № 082-00120-26-00 от 23.01.2026 (тема 1.6-26 — Оценка потенциала мультисенсорных систем анализа для управления качеством молока и молочных продуктов).