Расширение спектра заквасочной микрофлоры в технологии кисломолочного продукта с гидролизатом сывороточных белков

В соответствии с действующей нормативно-технической документацией, функциональные пищевые продукты предназначены не только для особых категорий граждан, но и для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения. При этом функциональные пищевые продукты должны обладать научно обоснованными и подтвержденными свойствами, снижающими риск развития алиментарно-зависимых заболеваний, предотвращать или восполнять дефицит питательных веществ в организме человека и улучшать здоровье за счет наличия функциональных пищевых ингредиентов. Важнейшую группу функциональных пищевых ингредиентов составляют пробиотики – полезные для человека непатогенные и нетоксикогенные живые микроорганизмы, обеспечивающие при систематическом употреблении в пищу в виде препаратов или в составе пищевых продуктов благотворное воздействие на организм человека в результате нормализации состава и (или) повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника [1].

Как и большинство других культивируемых в молоке бактерий, пробиотические микроорганизмы нуждаются в создании благоприятных условий и дополнительных источниках питания, таких как свободные аминокислоты, небелковый азот, минеральные элементы и пр. Однако усиление любого из этих аспектов требует предварительной экспериментальной проверки, поскольку перемены привычных условий развития могут привести к изменению ферментативной активности и хода брожения, а в конечном итоге повлиять на продолжительность технологического процесса, виды синтезируемых метаболитов, органолептические показатели и качество готового продукта.

В данном исследовании в качестве функционального пищевого ингредиента использовался гидролизат сывороточных белков (ГСБ) с глубокой степенью гидролиза, производимый ВНИИМС – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН [2]. Высокая концентрация свободных аминокислот в ГСБ служит, во-первых, основанием для улучшения биологической ценности продукта, и, во-вторых, предпосылкой для их использования молочнокислой микрофлорой. Однако при сквашивании молочной основы с ГСБ одноштаммовыми заквасками, такими как Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, а также штаммами Bifidobacterium, Lactococcus lactis и кефирной закваской, нами было установлено, что хорошие качественные показатели продукта достигаются лишь при использовании S. Thermophilus, который не относится к числу истинных пробиотических культур [3, 4]. Только путем тщательного подбора различных сочетаний этих заквасочных микроорганизмов удалось достичь оптимальной комбинации бактерий и условий культивирования при концентрации ГСБ 1-3 % [5, 6].

Продолжая дальнейшие исследования в этом направлении, поставлена цель – расширение спектра заквасочных микроорганизмов для получения пробиотического продукта с ГСБ.

В качестве пробиотической составляющей использовали Lactobacillus delbrueckii подвид bulgaricus и комбинацию пяти видов бифидобактерий (B. bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve, B. infantis) в сочетании с Streptococcus thermophilus в соотношении 1:1:2. Термофильный стрептококк в присутствии ГСБ, как было установлено ранее, формирует хорошую консистенцию продукта [3]. Она получается плотная, вязкая и однородная. Бифидобактерии и болгарская палочка обеспечивают пробиотические качества [7, 8]. Продуктами брожения бифидобактерий помимо лактата являются уксусная, муравьиная и янтарная кислоты [9]. Особенность бол- гарской палочки заключается в том, что она подобно термофильному стрептококку участвует в формировании консистенции и внешнего вида кисломолочного продукта, предотвращает синерезис и повышает стабильность кисломолочного сгустка, а также кроме молочной кислоты продуцирует ацетальдегид, который подавляет нежелательную микрофлору кишечника [10].

В эксперименте использовали сырье, получаемое в промышленных условиях на АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н. В. Верещагина. Исследования проводили с пахтой и обезжиренным молоком, которые являются важным сырьевым ресурсом в производстве пищевых продуктов, так как при минимальной энергетической ценности они содержат комплекс биологически активных веществ. Почти все соединения, обнаруженные в молоке (минеральные соли, азотистые небелковые соединения, витамины, ферменты, гормоны, иммунные тела, органические кислоты) переходят в пахту и обезжиренное молоко, обусловливая их пищевую ценность, а также являясь благоприятной питательной средой для развития заквасочной микрофлоры. Использование в качестве молочной основы пахты и обезжиренного молока позволяет позиционировать продукт как низкожирный.

Испытания образцов проводили на кафедре технологии молока и молочных продуктов Вологодской ГМХА. Опытными образцами служили пахта и обезжиренное молоко с добавлением ГСБ в количестве от 1 до 3%, сквашенные комбинацией указанных микроорганизмов. В контрольные образцы ГСБ не вносили. Повторность опытов трехкратная. Для определения показателей опытных и контрольных проб продукта применялись стандартные методы испытаний. Определение количества болгарской палочки проводили в соответствии с методикой МР 2.3.2.2327-08.

Сквашивание сырья проводили при температуре 41 °С в течение 6 часов. Данный режим сквашивания оптимален для развития Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii подвид bulgaricus и концентрата бифидобактерий.

По органолептическим показателям и физико-химическим свойствам молочное сырье соответствовало требованиям стандартов [11, 12]. Усредненные данные о составе пахты и обезжиренного молока представлены в таблице 1 .

Таблица 1 – Физико-химический состав вторичного молочного сырья

Вид сырья	Сухие вещества, %
	Массовая доля жира, %	Массовая доля белка, %	Массовая доля лактозы, %
Пахта	0,27±0,024	2,93±0,0104	4,306±0,016
Обезжиренное	0,048±0,005	3,36±0,017	4,73±0,009
молоко

В результате внесения ГСБ содержание белка в молочной основе, как видно на рисунке , повышается настолько, что более 12 % пищевой ценности продукта обеспечивается белком. Такое увеличение массовой доли белка позволяет считать продукт источником белка для многих категорий граждан.

0   12   3

Массовая доля ГСБ. %

■ Пахта ■ Обезжиренное молоко

Увеличение массовой доли белка в образцах с ГСБ

Микробиологические исследования образцов выполняли по окончании сквашивания и на конец предполагаемого срока хранения – через 7 дней. Результаты представлены в таблице 2 .

Таблица 2 – Количество пробиотических микроорганизмов в продукте

Доза ГСБ, %	Пахта				Обезжиренное молоко
	болгарская палочка, КОЕ/см3		бифидобактерии, КОЕ/см3		болгарская палочка, КОЕ/см3		бифидобактерии, КОЕ/см3
	свежее	с хр.	свежее	с хр.	свежее	с хр.	свежее	с хр.
0	2,4x10 7	1,4x10 7	1,1×108	1,2×108	9,0x10 7	1,0x10 7	2,8×108	1,6×108
1	3,8x10 7	2,5x10 7	3,1×108	2,6×108	1,3×108	1,0×108	3,0×108	1,8×108
2	5,4x10 7	3,8x10 7	4,3×108	6,2×108	4,1×108	3,3×108	4,1×108	2,1×108
3	1,0×108	1,2×108	7,3×108	8,5×108	6,2×108	5,3×108	4,6×108	2,9×108

Анализ данных, представленных в таблице, свидетельствует, что при внесении ГСБ в продукт от 1 до 3% количество пробиотических микроорганизмов увеличивается по сравнению с контролем. Эти результаты позволяют предположить, что микрофлора закваски использует дополнительные питательные вещества ГСБ для своего развития. Общее количество молочнокислых микроорганизмов в контрольных и опытных образцах составляло не менее 1×108 КОЕ/см³. Выходные данные готового продукта представлены в таблице 3 .

Таблица 3 – Характеристика готового продукта

Показатели	Массовая доля ГСБ, %
	1	2	3
Вкус	Чистый, кисломолочный		Чистый, кисломолочный, допускается легкий альбуминный привкус
Запах	Чистый, кисломолочный		Чистый, кисломолочный, допускается легкий альбуминный запах
Цвет	Белый		Светло-бежевый
Консистенция	Плотная, однородная		Плотная, однородная, допускается отделение сыворотки
Титруемая кислотность, °Т, не более	120	130	150
Массовая доля белка, %, не менее	4,0	4,5	5,0
Массовая доля жира, %, не более	0,5	0,5	0,5
Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/см3, не менее	1×108	1×108	1×108
Калорийность/энергетическая ценность, ккал/кДж	35/150	40/160	40/160

На основании экспериментальных данных определены выходные показатели продукта с различной дозой ГСБ, которые соответствуют стандартным характеристикам кисломолочного продукта.

В соответствии с требованиями к функциональным продуктам полученный продукт может рассматриваться как функциональный по ряду отличительных признаков:

• -    низкокалорийный, так как продукт содержит не более 40 ккал (170 кДж) в 100 г;

• -    является источником белка, так как более 12 % пищевой ценности обеспечивается белком;

• -    пробиотический, поскольку содержание пробиотических микроорганизмов составляет не менее 1×106 КОЕ/см³ [13].

Полученные результаты испытаний подтверждают, что использование поливидовой закваски микроорганизмов, включающей Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus и концентрат бифидобактерий, в комплексе с ГСБ позволяет получить кисломолочный продукт с пробиотическими свойствами.