Подбор закваски для производства кисломолочного заменителя молока

В настоящее время выращивание телят на натуральном молоке экономически невыгодно, эффективной же альтернативой является использование заменителей цельного молока (ЗЦМ) [1].

Заменители цельного молока - это продукты, позволившие найти технологические и экономические решения для молочной промышленности и животноводческих хозяйств. Они представляют собой молочные смеси, содержащие в легкоусвояемой форме важнейшие питательные вещества: белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества [2]. Изучение и разработка инновационных технологий производства ЗЦМ в условиях современной рыночной экономики актуальны по разным причинам: во-первых, ЗЦМ - один из путей улучшения использования сырьевых ресурсов молока; во-вторых, это увеличение объемов товарного молока для переработки в пищевые продукты; в-третьих, использование ЗЦМ значительно удешевляет выращивание молодняка сельскохозяйственных животных.

На данный момент разработаны рецептуры ЗЦМ общего, профилактического и лечебного назначения для молодняка различ- lactic acid bacteria, antagonistic activity, acid ных видов сельскохозяйственных животных, в том числе кисломолочные ЗЦМ.

Использование кисломолочных ЗЦМ в рационах кормления молодняка крупного рогатого скота имеет огромное положительное значение. Эффект применения заключается в снижении частоты и продолжительности желудочно-кишечных инфекций, повышении сохранности поголовья, увеличении продуктивности животных, снижении расходов на медикаменты.

Кисломолочный жидкий ЗЦМ для телят — это кормовой продукт однородной консистенции с нарушенным сгустком, чистым специфическим кисломолочным вкусом, белого цвета, с оттенками от кремового до светло-коричневого. В дополнение к тем же видам сырья, что и для жидкого ЗЦМ, используют различные виды заквасок, содержащие в частности, молочнокислые бактерии (МКБ).

МКБ являются широко распространенными микроорганизмами, которые могут быть найдены в любой среде, богатой, в частности, углеводами.

Основными механизмами действия пробиотических бактерий, с помощью которых они улучшают слизистую оболочку желудоч- но-кишечного тракта, являются: антимикробная активность, повышение функции слизистой как барьера против проникших патогенов, иммуномодуляция.

В производстве ферментированных продуктов, главным образом, используют коммерческие закваски для прямого внесения в пищевые продукты, которые доступны в виде замороженных концентратов и порошков, полученных сублимационной сушкой (или лиофилизированных препаратов) [3].

МКБ в течение длительного времени использовались в качестве заквасок в пищевых продуктах и напитках, так как они могут улучшить питательные, органолептические, технологические характеристики и увеличивать срок годности продуктов при хранении [4]. Эти культуры способствуют улучшению процесса ферментации, повышению качества конечного продукта и его пищевой безопасности для здоровья. Тем не менее, выбор заквасок должен также устранить нежелательные побочные эффекты, такие как формирование D-молочной кислоты, рацемата молочной кислоты или образование биогенных аминов.

К категории успешных заквасок относятся МКБ, которые могут быть использованы в качестве пробиотических культур в молочных продуктах, к ним относятся: Lаctоbаcillus SPP (L. аcidоphilus , L.lаctis, L. cаsei, L. plаntаrum, L.rhаmnоsus, L.delbrueckii подвид bulgаricus) или Enterоcоccus SPP (Е. fаecаlis, E. fаecium) [5].

Молочнокислый стрептококк (Streptо-cоccus lаctis) относится к семейству Lаctо-bаcillаceае, роду Streptоcоccus — микроорганизм, наиболее широко употребляемый для приготовления кисломолочных продуктов. Под действием его образуется очень плотный, колющийся сгусток. Различают мезофильные стрептококки, для которых оптимальной, т.е. наиболее благоприятной для развития, является температура 30–35 °С и термофильные (теплолюбивые) стрептококки, для развития которых наилучшая температура 40–42 °С. Тенденцию к слизеобразованию имеет болгарская и, особенно, ацидофильная палочки. Болгарская палочка (L.delbrueckii) относится к семейству Lаctоbаcillаceаe, роду Lаctоbа-cillus. Термофильная бактерия лучше всего развивается при температуре 42–45 °С. Это сильный кислотообразователь (кислотность молока повышается до 300°Т), образуется нежный, ровный сгусток. Ацидофильная палочка (Lаctоbаcillus аcidоphilus) относится к семейству Lаctоbаcillаce. Существуют слизистые и неслизистые расы ацидофильной палочки. Слизистые расы при сквашивании образуют тягучий (слизистый) сгусток, но являются довольно слабыми кислотообразо-вателями. Неслизистые расы ацидофильной палочки образуют обычный (неслизистый) сгусток, но являются сильными кислотообра-зователями (повышают кислотность молока до 300 0Т).

Использование микроорганизмов с пробиотическими свойствами в кормопроизводстве представляет собой альтернативный способ лечения и профилактики некоторых заболеваний животных. Включение пробиотиков в рацион молодняка сельскохозяйственных животных предотвращает возникновение возможных дисбалансов в желудочно-кишечном тракте и способствует лучшему росту молодых телят в стрессовых ситуациях [6].

Сотрудниками Национального университета дель Литораль было исследовано влияние пробиотиков Lаctоbаcillus саsei DSPV 318T, Lаctоbаcillus sаlivаrius DSPV 315T и Pediоcоccus аcidilаctici DSPV 006T, Lаctоbаcillus Plаntаrum DSPV 354T на поедае-мость корма, показатели роста и биохимические изменения крови, что дало положительные результаты [7].

L.P. Sоtо с соавторами описали новую технику производства пробиотических макрокапсул, с целью обеспечить жизнеспособность бактерий во время хранения и для лучшего усвоения корма молодыми телятами. С этой целью использовали штамм Lаctоbаcillus саsei DSPV 318 T, пробиотик посевной бычьего происхождения. Это нашло свое отражение в конечном продукте, в высокой концентрации пробиотика, доступной для искусственного выращивания телят, которые позволили получать однородный по консистенции ЗЦМ и лучшей усвояемости продукта организмом [8].

В российском производстве кисломолочных ЗЦМ в качестве закваски используют ацидофильную палочку, которая значительно улучшает биологические и лечебно-профилактические свойства ЗЦМ благодаря тому, что она легко приживается в пищеварительном тракте животных и действует на болезнетворные микробы. Ацидофильная палочка вырабатывает антибиотические ве-щества-ацидофилин и лактоцидин, подавляя рост вредных и санитарно-показательных микроорганизмов [9].

Указанные антибиотические вещества, продуцируемые этими бактериями, обладают избирательным действием на различные микроорганизмы, вызывающие гнилостный распад в пищеварительном тракте, подавляют рост не только кишечной палочки, но и гнилостных бактерий. Использование ацидофильной палочки при производстве ЗЦМ повышает биологическую ценность продукта, его профилактически-лечебные свойства. Кроме того, экспериментально установлено, что кисломолочный ЗЦМ является высокоэффективной кормовой добавкой в рацион кормления телят с целью повышения прироста живой массы.

МКБ являются перспективными источниками для производства новых кисломолочных продуктов, они могут быть использованы в рационе человека и животных, оказывая влияние на состояние здоровья. Несмотря на последние достижения, изучение МКБ по-прежнему является развивающейся областью исследования, которая еще не полностью реализовала свой потенциал.

Цель исследования – подбор и изучение свойств закваски для производства кисломолочных ЗЦМ.

Объекты и методы исследования

Объекты исследования. Основным объектом исследования являлся заменитель цельного молока на основе вторичных продуктов переработки, бактериальные закваски: АiBi серии LbS 22.11 АС (Lаctоbаcillus аcidоphilus), ТА 460 (Streptоcоccus thermоphilus), АiBi серии 22.11R5 (Streptоcоccus thermоphilus+L.del-brueckii), ТА 207 (Bifidоbаcterium lаctis).

Экспериментальной базой для проведения научных и практических исследований выступили: лаборатории кафедры «Технология продуктов питания», научно-исследовательская лаборатория «Пищевая безопасность» Алматинского технологического университета.

Методы исследования. Методика опре-

Таблица деления антагонистической активности заквасочных культур. В подготовленные чашки Петри с агаром вносили суспензию с патогенной культурой в объеме 0,1мл (титр-10млн.в 1 нм), которую затем с помощью стерильного шпателя равномерно распределили на поверхности агара. Чашкам давали подсохнуть 30 мин затем на каждой чашке делали 4-5 лунок в которые закапывали по 0,1 чистой культуры молочнокислых бактерий. Через час после этого чашки ставили в термостат. Результаты расшифровывали через 24 ч. Эффект оценивали по диаметру зоны задержки роста тест-культуры, который учитывается в мм, с вычетом диаметра лунки [10].

Методика определения кислотообразо-вания. В образцы подготовленного жидкого ЗЦМ жирностью 2,5%, обогащенных растительными компонентами, вносили испытуемые закваски в количестве 5%, перемешивали и термостатировали при t = 36-38°С, по установленной методике определяли титруемую и активную кислотность. Данные заносили в таблицу.

Результаты и обсуждение

В технологии производства кисломолочного ЗЦМ особенно важно предусмотреть рациональное использование бактериальной закваски, придающей лечебные свойства продукту, а именно выбор оптимального количества с точки зрения функциональности, а также применение его молодняком в критические моменты жизни (для правильного формирования кишечной микрофлоры, при угрозе заболевания желудочно-кишечного тракта, при переводе на новые кормовые рационы, группировании стада и т.д.).

Современный рынок молочных заквасок в основном представлен специализированными препаратами: лиофилизированными концентрированными, сухими, жидкими заквасочными культурами и т.д. Видовой состав испытуемых заквасок, используемых в исследованиях, указан в таблице 1.

1 – Видовой состав используемых заквасок

№ образца	Условное обозначение	Видовой состав закваски
1	ТА 460	Streptоcоccus thermоphilus
2	АiBi 22.11 АС	Lаctоbаcillus аcidоphilus
3	АiBi 22.11R5	Streptоcоccus thermоphilus+Lаctоbаcillus delbrueckii
4	ТА 207	Bifidоbаcterium lаctis

Представленные образцы предназначены для прямого внесения в молочную смесь. Симбиоз заквасочных культур подобран для максимального удовлетворения кислото-образования, формирования текстуры и вкуса кисломолочных продуктов. Подобранные образцы обладают пробиотическими свойствами, играют важную роль при формировании микрофлоры желудочно-кишечного тракта у молодняка. Изучение их биотехнологического потенциала в настоящее время представляет большой интерес.

При подборе закваски для кисломолочных продуктов важную роль играет антагонистическая способность бактериальных культур. Антагонистические взаимоотношения характеризуются тем, что один вид микробов подавляет развитие и задерживает рост других микроорганизмов. Антагонистические отношения между микроорганизмами являются одним из факторов формирования и функционирования микробных сообществ.

Антагонистическую активность опытных образцов заквасочных культур определяли методом диффузии в агар с изменением зоны подавления роста тест-культур. В качестве тест-культур использованы 3 штамма грамотрицательных Escherichiа cоli, Stаphylо-cоccus аureus, Sаlmоnellа бактерий.

Escherichiа cоli - кишечные палочки, являющиеся возбудителями кишечных заболеваний и вызывающие коли-бактериоз у молодняка КРС, Stаphylоcоccus аureus является потенциально патогенным, так как вызывает воспалительные процессы у животных, Sаlmоnellа возбудитель брюшного тифа, острых кишечных инфекций, обладающая сравнительно высокой устойчивостью к воздействию различных факторов внешней среды.

Антагонистическая активность подобранных бактериальных заквасок наглядно приведена в графике на рисунке 1.

Антагонистическая активностьзаквасок к тест-культурам

1111И II

• ■    Escherichiа coli

• ■    Stаphylococcus аureus

• ■    Sаlmonellа

1 образец 2 образец 3 образец 4 образец номер образца

Рисунок 1 - Антагонистическая активность заквасочных культур

Согласно приведенного графика заквасочная культура Lаctоbаcillus аcidоphilus обладет широким спектром антагонистической активности и является активным антагонистом патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Антагонистический эффект ацидофильной палочки во много обусловлен выделением ею молочной кислоты, создающей неблагоприятные условия для развития кишечной палочки и др. патогенных бактерий.

Для изучения влияния вида закваски на процесс сквашивания и свойства готового продукта проводили исследования по определению кислотонакопления.

Для оценки энергии кислотообразова-ния закваски в процессе сквашивания отбирали образцы и определяли активную и титруемую кислотность. Динамика кислотона-копления представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Динамика кислотонакопления в образцах с разными видами заквасок

τ кислото-накопления, час	Титруемая кислотность, °Т				рН
	1вар	2вар	3вар	4вар	1вар	2вар	3вар	4вар
Сквашивание
0	26,0	26,0	26,0	26,0	6,5	6,5	6,5	6,5
4	30,0	29,0	32,0	28,0	6,3	6,3	6,3	6,3
6	45,0	36,0	52,0	30,0	5,8	5,9	5,8	6,0
8	68,0	63,0	70,0	55,0	5,5	5,7	5,4	5,7
10	87,0	85,0	91,0	81,0	4,8	5,0	4,7	5,1
Готовый продукт
24	100,0	98,0	105,0	98,0	4,4	4,5	4,4	4,5
48	126,0	124,0	130,0	122,0	4,1	4,3	4,0	4,3
72	132,0	130,0	137,0	130,0	3,8	4,0	3,5	3,8

Согласно теоретическим, данным представленным Гордезиани В.С., оптимальное значение титруемой кислотности для кисломолочных ЗЦМ должно лежать в пределах от 55 до 650Т.

Анализируя данные, представленные в таблице 2, видно, что необходимая титруемая кислотность в представленных образцах накапливается в интервале 6-8 часов, из чего следует, что данное время является опти- мальным для сквашивания ЗЦМ. Титруемая кислотность 630Т накапливается в образце 2, содержащем бактериальную культуру Lаctо-bаcillus аcidоphilus, максимально приближенную к необходимым характеристикам кисломолочного ЗЦМ.

Экспериментальные данные подтверждены полиномами 2 степени с достаточно высокой степенью аппроксимации (рис. 2).

Рисунок 2 - Динамика кислотнонакопления в процессе сквашивания. 1 - R2=0,968, 2 - R2=0,986, 3 - R2=0,97, 4 - R2=0,99.

Следующим этапом исследования вида заквасочной культуры являлось изучение их влияния на органолептические показатели молочных смесей для ЗЦМ (табл. 3).

Таблица 3 - Характеристика органолептических свойств образцов молочных смесей для ЗЦМ

Наименование образца	Время сквашивания,ч	Органолептические показатели
		Вкус и запах	Консистенция	Цвет
1	8	выраженный кисломолочный	вязкая, однородная	кремовый
2	8	приятный, кисломолочный	в меру вязкая, неоднородная	кремовый
3	8	выраженный кисломолочный	вязкая, неоднородная	кремовый
4	8	кисломолочный	вязкая, неоднородная	кремовый

Заключение

В результате исследования установлено, что при подборе вида закваски наиболее отвечающий требованиям является образец 2, имеющий в своем составе бактериальную культуру Lаctоbаcillus аcidоphilus, обладающую высокими антагонистическими свойствами, умеренно накапливающую кислотность, необходимую для кисломолочного ЗЦМ.