Применение заквасок на молоке и молокосодержащих смесях

Современные концепции рационального питания предусматривают разработку и внедрение технологий новых пищевых продуктов, содержащих физиологически активные ингредиенты растительного сырья, которые повышают не специфическую резистентность организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды и характеризуются общеукрепляющими эффектами, а также антиоксидантными свойствами [1]. К наиболее перспективной ассортиментной группе для обогащения этими дефицитными нутриентами относятся молокосодержащие напитки. Благодаря большому разнообразию всевозможных комбинаций

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

ингредиентов, возможно создание разнообразных линий продукции, подходящих разным категориям населения. Напитки обеспечивают высокую усвояемость физиологически ценных компонентов [2–5].

В связи с тем, что при производстве молочных и молокосодержащих продуктов используются функционально необходимые ингредиенты (ферментные препараты, бактериальные концентраты, соли-плавители, структурообразователи, соль, сахар и т. д.), пищевые добавки (загустители, стабилизаторы, консерванты и пр.) и разнообразные немолочные компоненты (немолочные жиры, не-молочные белки, мясные продукты, фрукты, овощи, специи, зелень, орехи и др.), то действие заквасок прямого внесения на такое сырье неоднозначно. Это необходимо учитывать при производстве из такого молока кисломолочных продуктов, так как возможны отклонения действий заквасок с заранее заданными характеристиками. Разница может прослеживаться как во вкусе, так и во внешнем виде [6–10].

Пожалуй, наиболее популярный и востребованный кластер функциональной продукции в нашей стране – это кисломолочные продукты. За счет высокого титра содержания живых молочнокислых микроорганизмов кисломолочные продукты обладают безусловным функциональным потенциалом. А при использовании определенных заквасок достигается возможность наделить продукт пробиотическими свойствами [11, 12]. Кроме того, основная масса молочнокислых бактерий, используемых в качестве заквасочной микрофлоры, являются обитателями организма человека. И при регулярном приеме в пищу могут оздоровлять ЖКТ [13–15]. Зачастую в качестве заквасочных микроорганизмов наряду с молочнокислыми используют бифидобактерии, лактобациллы, стрептококки. В последнее время наибольшую популярность приобретают пребиотики линии Nutrish. Это пробиотические культуры одно-штаммовые и симбиотические для производства широкого ассортимента биопродуктов. Серия отобранных пробиотических культур, содержащих Bifidobacteria и L.acidophilus по отдельности либо в комбинации с другими термофильными или мезофильными культурами St.thermophilus , Lactoc.lactis, Lactobacillus delbrueskii subsp. bulgaricus . Применение симбиозов и консорциумов позволяет расширить ассортимент, облагородить органолептические характеристики, придать продукту дополнительные свойства за счет продуктов метаболизма используемых микроорганизмов [16–20].

Материалы и методы

Исследования проводились на трех образцах: образец № 1 – Молоко не нормализованное, не гомогенизированное, пастеризованное; образец № 2 – Молоко нормализованное, гомогенизированное, пастеризованное с массовой долей жира 3,2%; образец № 3 – Молокосодержащая смесь с заменителем молочного жира, произведенная по технологии питьевого молока, пастеризованная, массовая доля жира 3,2%, молочного жира в жировой фазе не менее 50%.

Для ферментации исследуемых образцов использовались 2 вида заквасок: «закваска 1» состоящая из Streptococcus thermophilus и «закваска 2» включающая Bifidobacterium bifidum, молочнокислых палочки и Streptococcus thermophilus

Образцы молока и молокосодержащего напитка были подвергнуты пастеризации при температуре 92 °С в течение 2 минут с последующим охлаждением до температуры культивирования: для закваски «закваска 1» – (42 ± 2) °С, для закваски «закваска 2» – (37 ± 2) °С.

По прошествии 8 часов в результате сквашивания было получено 6 образцов сгустков, у которых были исследованы физико-химические и органолептические показатели.

Органолептические исследования проводились по ГОСТ Р ИСО 22935–2–2011. Массовую долю белка в молоке определяли методом Кьельдаля по ГОСТ Р 53951–2010. Титруемую кислотность определяли по ГОСТ 3624, методом титрования. Массовую долю жира определяли по ГОСТ Р ИСО 2446–2011 (метод Гербера). Плотность молока определялась с помощью ареометра (ГОСТ 3625–71).

Результаты

В ходе исследования изучаемые образцы молока и молокосодержащего напитка подверглись органолептической проверке. По внешнему виду, запаху, цвету и консистенции молоко натуральное и нормализованное соответствовали всем нормативным показателям, предъявляемым к данному виду продукции. У молокосодержащей смеси органолептические показатели несколько уступали по общепринятым критериям, но для данного вида продукции соответствовали нормативной документации.

Следующим этапом исследования, было рассмотрение физико-химических показателей. При определении плотности молока и молокосодержащей смеси было выявлено, что она соответствует стандартам у образцов № 1 и № 2.

У образца № 3 (молокосодержащая смесь, жирностью 3,2%) плотность была ниже нормы установленной для нормализованного молока жирностью 3,2%, она составила 1,022 г./см3 (таблица 1).

Таблица 1.

Физико-химические показатели молока и молокосодержащей смеси

Table 1.

Physical and chemical parameters of milk and milk-containing mixture

Показатели Indicators	Образец | Sample
	1	2	3
Кислотность, °Т Acidity. °Т	17	18	16
Плотность, кг/м3 Density, kg/m3	1027,6	1030	1022
Массовая доля белка, % Mass fraction of protein, %	3,4	3,4	2,7
Массовая доля жира, % Mass fraction of fat, %	3,6	3,2	3,2

Массовая доля жира в исходном молоке 3,6% (образец № 1), оно так же служило сырьем для производства нормализованного молока жирностью 3,2% и молокосодержащей смеси жирностью 3,2%, с содержанием молочного жира в жировой фазе 51%.

Массовая доля белка в образце № 3 снижена до 2,7% от нормативных – 3,4%.

Показатели титруемой кислотности увеличиваются при нормализации молока обезжиренным молоком и снижаются при использовании растительного сырья для составления молокосодержащей смеси.

В образцы, после термической обработки и охлаждения до температур оптимальных для развития молочнокислых культур, вносили закваску из расчета 3% от объема заквашиваемой смеси.

В процессе ферментации определяли кислотность начальную образца сразу после внесения заквасочной культуры и через 8 часов сквашивания (таблица 2).

У образцов № 1 и № 2 кислотность образования сгустка была достигнута через 8 часов. У образца № 3 рост титруемой кислотности изначально был незначительным как в случае применения закваски «закваска 2», так и в случае применения закваски «закваска 1». Внесение дополнительных компонентов (растительных в данном случае) в молоко-сырье существенно влияет на интенсивность процесса сквашивания и далеко не лучшим образом.

Из-за комбинированного состава образца № 3, применяемые закваски не смогли выполнить весь свой потенциал за предоставленное время. Именно поэтому у обогащенного образца, по сравнению с традиционными, отмечалось низкая кислотность.

Однако, в образце № 3 продление времени культивирования заквасочной микрофлоры, позволило достигнуть кислотности образования сгустка. Закваски, вносимые в образцы молока и молокосодержащей смеси, несмотря на различный состав, одинаково повлияли на сквашиваемость полученных образцов. Наши результаты исследований, а именно, органолептические и физикохимические показатели полученных образцов позволяют говорить о том что, именно сырье существенно влияет на получение продукта с необходимыми характеристиками.

Таблица 2.

Изменения кислотности образцов после внесения закваски

Table 2.

Changes in the acidity of the samples after applying the starter culture

Образец Sample	закваска 2 sourdough 2			закваска 1 sourdough 1
	0 ч	8 ч	24 ч	0 ч	8 ч	24 ч
1	17	83	–	17	80	–
2	18	90	–	18	85	–
3	16	56	80	16	52	78

Более того, хотелось бы отметить, что состав обеих заквасок входят культуры термофильного стрептококка и мы полагаем, что именно эти микроорганизмы дают предпосылки для развития закваски в процессе сквашивания.

Сквашивание молока ненормализованного (образец № 1) закваской «закваска 2» позволило получить ненарушенный сгусток с плотной однородной консистенцией и с чистым кисломолочным слегка кисловатым вкусом и приятным характерным для продукта запахом. При ферментации этого молока закваской «закваска 1» у сгустка наблюдалась густая, но неплотная консистенция с ненарушенной структурой без отделения сыворотки, с неярко выраженным молочным вкусом.

Плотный и ровный сгусток без отделения сыворотки мы получили при применении обеих заквасок на нормализованном по содержанию жира молоке, но продукт, полученный с применением закваски «закваска 2» имеет более ароматный и приятный вкус с ярко выраженной кислотностью.

Применение комбинированной закваски на молокосодержащей смеси привело к получению продукта с неплотной слизистой однородной консистенцией, с ненарушенным сгустком. Запах сгустка был чистый кисломолочный, вкус кисловатый, но нерезкий. Использование гомогенная закваска на молочнокислых термофильных стрептококках на молокосодержащей смеси привело к получению продукта с нарушенным сгустком жидкой неоднородной консистенцией, с отделением сыворотки и выпадением хлопьев белка.

Для исправления недостатков образования сгустка в молокосодержащих смесях, мы рассмотрели возможность применения в составе заквасок штамма термофильного стрептококка СТ-95 обладающего высокой β-галактози-дазной активностью.

По мнению многих авторов, β-галактози-даза термофильного стрептококка более активно осуществляет гидролиз лактозы молока. Она проявляет высокую активность и стабильность при рН молока (6,6), причём концентрация катионов молока оказывает стимулирующее воздействие на активность этого фермента.

В наших исследованиях под термином «β-галактозидазная активность» подразумевали способность штамма термофильного стрептококка к сбраживанию лактозы в молоке через 5 часов культивирования при температуре 370 С и дозе инокуляции 3%. Косвенным признаком β-галактозидазной активности молочнокислых бактерий является их кислотообразующая активность в молоке.

По данным одного из авторов Е.В. Ивановой (2001–2003 год) Strерtососсus salivarius subsp. thermophilus штамм СТ-95 представляет собой грамположительные, факультативно-анаэробные, неспорообразующие, неподвижные, каталазоотрицательные кокки. Клетки располагаються парами (диплококки). При выращивании в жидком гидролизованном молоке давал рост по всей высоте объёма, а на стерильном обезжиренном молоке – образовывал равномерный по всему столбику молока молочный сгусток с отделением на поверхности сыворотки. На поверхности плотных питательных сред (гидролизованное молоко с агаром и сахарозой) образовывал мелкие колонии округлой формы с зернистой структурой, глубинные колонии имели чечевицеобразную форму.

Содержание ГЦ в ДНК составляло 39,9 мол.%, что подтверждает его таксономическую принадлежность к роду Streptococcus. Штамм не имеет плазмидной ДНК, что свидетельствует о его способности стабильно сохранять характерные для него признаки и свойства.

При развитии в молоке нормального состава образовывал сгусток средней плотности с отделением сыворотки, обладающий чистым вкусом без посторонних привкусов и запахов. Отличительной особенностью штамма СТ-95 является природная способность к продуцированию достаточно высокого количества фермента ß-галактозидазы: индивидуальный индекс лактозосбраживающей активности – 1,0.

Мы применили данный вид бактерии в составе исследуемых заквасок при их использовании на молокосодержащей смеси.

В результате, активировалось кислотооб-разование как закваски «закваска 1», так и закваски «закваска 2». Через 8 часов сквашивания модифицированными по составу заквасками получили сгусток с титруемой кислотностью 78 и 81 ° Т соответственно.

Заключение

В ходе исследований найден способ улучшения органолептических показателей молокосодержащих продуктов с использованием растительных компонентов. Предложен путь обогащения используемых заквасок штаммами культур с повышенной способностью выработки экзополисахаридов, обладающих повышенной «β-галактозидазной активностью» Установлено, что получаемые продукты отличаются с улучшенным вкусом без посторонних привкусов и запахов, а также и более равномерной консистенцией сгустка без расслоения отделения сыворотки.