Изучение качественных показателей ферментированного сливочного биокорректора в процессе структурообразования

В настоящее время при производстве кисломолочных продуктов широко применяют полисахариды растительного происхождения – пектины, обладающие высокой комплексообразующей и студнеобразующей способностью, эмульгирующими, пенообразующими и пре-биотическими свойствами.

Использование пектина позволяет увеличить влагосвязывающую способность, обеспечить пребиотический эффект на ассоциацию пробиотических культур, а также придать устойчивость структуре продукта к изменениям температуры и механическому воздействию в процессе производства [1].

Исследование процесса структурообразования ФСБК является актуальным направлением научных исследований.

Объекты и методы

С целью достижения желаемой консистенции, а также повышения стойкости биокорректора в процессе хранения использовали пектин SLENDID® Тип 200, представляющий собой кремовый порошок, экстрагированный из цитрусовых выжимок, стандартизированный сахарозой. Количество вносимого пектина варьировали от 0,1 до 0,4%.

Для ферментации сливочно-цикориевой основы использовали ассоциации микроорганизмов (B. bifidum, B. infantis, B. longum, B. breve, B. adolescentis, L. lactis, L. cremoris, L. diacetilactis, Leuc. сremoris) в составе бактериального концентрата прямого внесения ВМС-30 компании «GENESIS laboratories».

Качественные показатели продукта оценивали через 24 ч после полной стабилизации структуры. Для объективного выбора количества используемого пектина в процессе проведения исследований контролировали структурно-механические характеристики, органолептические и микробиологические показатели.

При исследовании структурно-механических характеристик показания ротационного вискозиметра «Реотест-2» регистрировали при увеличении и последующем уменьшении градиента скорости сдвига (верхняя и нижняя петля гистерезиса) в интервале от 3,0 до 1312 с–1.

Результаты и их обсуждение

Одним из важных факторов, определяющих качество ФСБК, наряду со вкусом и запахом, является его консистенция. Для кисломолочных продуктов вискозиметрические данные, аппроксимируемые уравнением Оствальда-де Виля , обрабатывают на графиках в консистентных переменных с расчетом параметров напряжения сдвига и эффективной вязкости. Результаты проведенных исследований предельного напряжения сдвига от градиента скорости в ФСБК с различным содержанием пектина SLENDID® Тип 200 представлены на рис. 1.

—■— ФСБК (контроль)                                   Опыт 1 (массовая доля пектина 0,1 %)

• Опыт 2 (массовая доля пектина 0,2 %)                 Опыт 3 (массовая доля пектина 0,3 %)

Опыт 4 (массовая доля пектина 0,4 %)

Рис. 1. Зависимость напряжения сдвига от градиента скорости сдвига в ФСБК с различным содержанием пектина

Кривые течения имеют форму петель гистерезиса, свидетельствующую о частичном восстановлении структуры ФСБК после разрушения.

Зависимость эффективной вязкости от напряжения или скорости сдвига считают основной характеристикой структурно-механических свойств дисперсных систем, описывающей равновесное состояние между процессами восстановления и разрушения структуры в установившемся потоке. Результаты исследований изменения эффективной вязкости от скорости сдвига в исследуемых опытных вариантах представлены на рис. 2.

ФСБК (контроль)

Опыт 2 (массовая доля пектина 0,2 %)

Опыт 4 (массовая доля пектина 0,4 %)

Опыт 1 (массовая доля пектина 0,1 %)

—*- Опыт 3 (массовая доля пектина 0,3 %)

Рис. 2 . Зависимость эффективной вязкости от градиента скорости сдвига в ФСБК с различным содержанием пектина

Установлено, что количество вносимого пектина в значительной степени влияет на эффективную вязкость и степень структурированности исследуемых образцов. Повышение эффективной вязкости наблюдается при скорости сдвига от 3,0 до 437,4 с–1, когда структура исследуемых образцов не разрушена. При больших нагрузках (скорости сдвига от 437,4 до 1312 с–1) каркас системы разрушается, что приводит к уменьшению эффективной вязкости.

В соответствии с классификацией академика П.А. Ребиндера структуру разработанного ФСБК можно отнести к коагуляционной, которая образуется путем сцепления дисперсных частиц через тончайшие остаточные прослойки свободной или адсорбционно связанной с ними дисперсионной среды. Для коагуляционных структур характерны тиксотропия (само- восстановление структуры после механического разрушения, однако появляющиеся при этом связи менее прочные, чем исходные, за счет образования новых структурных ассоциа- тов) и синерезис (самопроизвольное уплотнение структуры и выделение сыворотки).

Тиксотропия коагуляционных структур позволяет в условиях практически однородного сдвига получать реологические кривые зависимости эффективной вязкости от напряжения сдвига, т. е. от равновесной степени разрушения структуры [2, 3].

На следующем                                             еская оценка конси стенции исследуем max

Опыт 4 (массовая доля пектина 0,4 %)

Опыт 3 (массовая доля пектина 0,3 %)

ФСБК (контроль)

Опыт 1 (массовая доля пектина 0,1 %)

Опыт 2 (массовая доля пектина 0,2 %)

Рис. 3. Органолептическая оценка консистенции исследуемых вариантов ФСБК с различным содержанием пектина SLENDID® Тип 200

В результате проведения органолептической оценки консистенции исследуемых опытных вариантов ФСБК можно отметить, что использование пектина в количестве 0,3% (по сравнению с другими опытными вариантами) имеет максимальную оценку и положительно влияет на формирование консистенции ФСБК.

Также было изучено влияние различной массовой доли пектина SLENDID® Тип 200 на микробиологические показатели исследуемых вариантов ФСБК. Результаты исследования влияния пектина на клеточную концентрацию молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий представлены на рис. 4.

□ Бифидобактерии № Молочнокислые микроорганизмы

Рис. 4 . Влияние пектина на клеточную концентрацию молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий ФСБК

Сравнительная оценка влияния пектина на клеточную концентрацию молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий в ФСБК показывает, что увеличение массовой доли пектина приводит к некоторому повышению клеточной концентрации микроорганизмов вследствие его пребиотических свойств.

Заключение

Таким образом, на основании комплекса исследований органолептических свойств, структурно-механических характеристик, а также изучения микробиологических показателей и их последующего анализа было установлено, что использование пектина SLENDID® Тип 200 с массовой долей 0,3% оказывает положительное влияние на консистенцию ФСБК, процесс его структурообразования.

Способность пектина связывать и удерживать свободную воду в системе повышает ее гидрофильность, за счет чего структура ФСБК при последующем механическом воздействии будет сохраняться дольше и снизит тенденцию к синерезису.

Установлено ростостимулирующее влияние пектина на клеточную концентрацию ассоциации микроорганизмов (B. bifidum, B. infantis, B. longum, B. breve, B. adolescentis, L. lactis, L. cremoris, L. diacetilactis, Leuc. сremoris).